過(guò)氧化氫、肼光電化學(xué)傳感器的研究.pdf

1、光電化學(xué)(PEC)傳感是一種新型的分析技術(shù),受光激發(fā)后,在光電化學(xué)活性物質(zhì)與電極之間就會(huì)產(chǎn)生電荷傳遞,從而形成可檢測(cè)的光電流或光電壓信號(hào),它集合了光化學(xué)和電化學(xué)傳感器的優(yōu)點(diǎn),在生物、醫(yī)藥以及環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用并具有很好的發(fā)展前景。硅材料具有不錯(cuò)的光電化學(xué)性能,環(huán)境友好、易于加工,常被用作 PEC傳感器的基底電極。過(guò)氧化氫是存在于食物、藥物、臨床、工業(yè)及環(huán)境分析中的一種最基本的物質(zhì)。肼在農(nóng)業(yè)及工業(yè)中是不可或缺的原料或中間產(chǎn)物,

2、但同時(shí)它們也極具毒性,危害人體健康及環(huán)境安全。因此,對(duì)于過(guò)氧化氫及肼的檢測(cè)研究都具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　本文主要探討了三種基于n-n+-Si電極的PEC傳感器:通過(guò)真空蒸鍍的技術(shù)在n-n+-Si表面蒸鍍Pt、Ni、Pd金屬,經(jīng)過(guò)修飾后得到三種不同類型的修飾電極作為光電化學(xué)傳感器。實(shí)驗(yàn)采用兩電極體系,以得到的修飾電極與 Pt片電極構(gòu)成兩電極體系,光照下,考察不同體系對(duì)不同檢測(cè)物的光電流響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這三種 PEC傳感器對(duì)各自的

3、檢測(cè)物均具有良好的傳感性能。值得一提的是,實(shí)驗(yàn)過(guò)程采取兩電極體系,從而免除了因使用參比電極帶來(lái)的操作不便及離子污染,更有利于微型生物傳感器的實(shí)現(xiàn)。
　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　1.納米鈀修飾硅電極對(duì)過(guò)氧化氫及肼的光電化學(xué)檢測(cè)
　　本節(jié)通過(guò)在n-n+-Si基底電極上真空蒸鍍貴金屬Pd而得到納米鈀顆粒修飾電極,將其活化后作為研究電極,利用金相顯微鏡及 X射線光電子能譜儀對(duì)其進(jìn)行表征。在0.1M PBS緩沖液中,三電

4、極體系光照條件下,通過(guò)循環(huán)伏安掃描研究了過(guò)氧化氫和肼在該修飾電極上的光電化學(xué)行為。兩電極體系光照條件下,研究了過(guò)氧化氫和肼在該修飾電極上的安培響應(yīng),測(cè)定H2O2時(shí),采用0 V偏壓,線性范圍為2×10-5-2×10-4 M,檢測(cè)限為1.8μM;測(cè)定N2H4時(shí),采用-0.4 V偏壓,線性范圍為2×10-6-2×10-5 M,檢測(cè)限為5×10-7 M。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該修飾電極具有良好的選擇性和穩(wěn)定性。
　　2. Pd/Co復(fù)合膜修飾

5、Pt/n-Si電極檢測(cè)過(guò)氧化氫
　　本節(jié)研究了一種新型的無(wú)酶的檢測(cè)H2O2的光電化學(xué)傳感器。在含有0.003 M PdCl2,0.0015 M Co(NO3)2,0.1 M H2SO4的溶液中進(jìn)行循環(huán)伏安掃描制得Pd-CoO/Pt/n-n+-Si修飾電極,利用掃描電子顯微鏡及X射線光電子能譜儀對(duì)其進(jìn)行表征。采取循環(huán)伏安掃描的方法研究了Pd-CoO/Pt/n-n+-Si修飾電極的光電化學(xué)行為及對(duì)H2O2的循環(huán)伏安響應(yīng)。采取計(jì)時(shí)電流法

6、研究了該電極在中性溶液中對(duì)H2O2的光電響應(yīng),結(jié)果顯示在2×10-5-2×10-4 M線性范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.9972,最低檢測(cè)限為1.5×10-6 M。研究表明,該電極制作簡(jiǎn)單,具有較高的選擇性,靈敏性及穩(wěn)定性,并可以應(yīng)用于戶外的檢測(cè),具有很大的研究?jī)r(jià)值。
　　3.羥基氧化鎳薄膜修飾Pt/n-Si電極檢測(cè)肼
　　本節(jié)研究了一種基于Ni/Pt/n-n+-Si電極的新型的檢測(cè)肼的光電化學(xué)傳感器。在0.1 M NaOH溶液中進(jìn)行