基于鈀金屬納米材料無酶傳感器構建及應用.pdf

1、20世紀90年代以來，金屬納米材料技術的發(fā)展取得了巨大的進步，可稱得上是金屬材料領域的“新一代工業(yè)革命”。金屬納米材料的研究對科學、社會等各個領域的影響一直引人注目。金屬納米顆粒與相應的塊體材料相比，具有比表面積大、表面反應活性高、表面活性中心多、催化效率高和吸附能力強等優(yōu)異特性，可應用于電學、催化、磁學材料、光催化等諸多領域，其中，傳感器是金屬納米顆粒最有前途的應用領域之一。當前，傳感器的微型化是傳感器發(fā)展的主要研究方向，而將納米顆粒

2、用于傳感器的研究有助于促進這一目標的實現，人們將納米顆粒作為增強材料應用到各種各樣的電化學生物傳感器方面，并已獲取令人滿意的結果。作為電分析化學的研究熱點之一，基于金屬納米材料構建的無酶電化學傳感器的研制越來越受到了人們的廣泛關注。在此類電化學傳感器中，人們已經從使用單一的納米材料過渡到使用納米材料的復合體，其主要原因是，復合納米材料不但可以發(fā)揮各種納米顆粒各自的優(yōu)異性能，而且若將納米材料與功能聚合物、生物分子等相結合，將使電化學傳感器

3、的各項檢測性能得到大幅度的提高。鈀(Palladium，元素符號：Pd)作為一種具有高催化活性的重要材料，在氣體傳感器、催化領域、有機合成催化等多方面有廣泛應用，已獲得了極大的關注。然而，因為Pd是一種貴金屬，來源稀少，價格昂貴，科學家正在不斷地開發(fā)新方法和新技術，希望在保證Pd的有效催化活性的基礎上降低它的載量。其中，鈀合金材料由于其具有較高活性已被證明可以用于對一些小分子的催化，而且也可以達到降低鈀負載量的目的。本著立足于構建高靈敏

4、度的無酶傳感器，本論文開展了基于金屬鈀的復合納米材料制備，構建具有高電催化活性的了無酶傳感器，而且通過摻雜其他金屬或金屬氧化物納米材料降低金屬鈀的負載量，分別探討研究鈀復合納米材料電極對雙氧水的檢測以及對多巴胺和抗壞血酸的分離與檢測。
　　 1.鈀納米顆粒修飾電極對過氧化氫電催化性能研究
　　 通過電位階躍的方法成功將鈀納米顆粒沉積到多壁碳納米管修飾的玻碳電極表面，結合了MWCNTs和鈀兩種物質的特性及兩者間的協同作用，

5、得到的鈀納米顆粒均勻分散在碳納米管上且粒徑較小，從而提高了對過氧化氫的催化還原能力。實驗結果證明，該電極不僅對過氧化氫有良好的電催化還原性能，且具有制備簡單，靈敏度高，穩(wěn)定性好的優(yōu)點，經證明可用于消毒水中過氧化氫的檢測。
　　 2.納米鈀銅雙金屬修飾電極用于對DA與AA的同時檢測
　　 利用電化學沉積的方法將鈀和銅雙金屬納米粒子成功負載到羧基化多壁碳納米管修飾玻碳電極上，研究了多巴胺(DA)和抗壞血酸(AA)在該修飾電極

6、上的電化學行為。結果表明，在pH7.0的PBS緩沖溶液中，在Pd：Cu=1:2的溶液中電沉積制備的鈀銅雙金屬修飾電極能很好的在DA和AA混合溶液中對其進行單獨和同時檢測。測定DA和AA的線性范圍分別是8.0×10-7-9.2×10-5M和4.0×10-5-1.1×10-3M。最低檢測限分別是3.0×10-7M和1.1×10-5M(S/N=3)。
　　 3.鈀納米顆粒復合多層組裝多壁碳納米管和氧化錳修飾電極用于過氧化氫的檢測