材料学专业优秀论文 基于生物传感器应用的掺硼金刚石电极共价修饰

《材料学专业优秀论文 基于生物传感器应用的掺硼金刚石电极共价修饰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、【精品】毕业论文优秀毕业论文本科论文专业学术论文参考文献资料材料学专业优秀论文基于生物传感器应用的掺硼金刚石电极共价修饰关键词：生物传感器掺硼金刚石电极电化学修饰光化学氧化掺硼金刚石卤化反应摘要：金刚石由于具有极其优异的物理性质、良好的化学稳定性、优良的机械性能（比如耐磨、耐高温、高硬度、耐腐蚀）、宽带隙以及生物相容性等而被认为是在各种领域里最有前景的工业材料之一。然而由于资源短缺以及高昂的价格，使其在科学与工程上的应用受到很大的限制。近期，随着金刚石薄膜在各种基底材料上沉积技术的迅速发展，使得在各个领域开发应用这些超级优异性能成为可能。通过掺杂一定的元素比如硼、氮或是磷，可以使禁带宽度

2、大于5.45eV的金刚石具有导电性。正因为如此，金刚石被认为是基于传感器应用，进行光化学、化学以及电化学修饰最具吸引力的一类表面材料。本论文主要致力于发展金刚石表面的功能化修饰方法，开发研究出了多种简便易行并具有可控性的反应方法，成功将多种官能团导入到金刚石表面。这些方法主要是以化学、光化学以及电化学方法为基础。首先用三种不同的氧化方法（电化学氧化、紫外/臭氧技术的光化学氧化以及氧气等离子体氧化）对氢终端掺硼金刚石表面进行了氧化，其中光化学氧化的时间为5分钟、10分钟、15分钟以及55分钟。采用水表面接触角、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子光谱（XPS）以及

3、电化学分析（Mott-Schottky曲线与循环伏安曲线分析）对所得氧终端表面进行了表征，定性定量地研究对比了金刚石表面经氧化所形成的各种含氧官能团（羟基、羰基、羧基以及醚基）。用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（3-Aminopropyltriethoxysilane，APTES）及三氟乙酸（Trifluoroaceticacid，CF3COOH）（这两种物质均只与羟基反应，对于氧终端表面的其它官能团（羰基、羧基或是醚基）不具有任何反应活性）分别对各种氧终端金刚石电极表面进行了功能化修饰，并采用X射线光电子光谱对两种物质在样品表面的修饰密度进行了检测分析。结果发现，电化学氧化所形成的含氧官能团

4、主要是以醚基或羟基形式存在的C-O基团，其中羟基（C-OH）官能团要多于醚基（O-C-O）官能团。短时间（≤15分钟）的光化学氧化过程中所形成的含氧官能团也主要以羟基或是醚基的形式（C-O）存在（其中羟基（C-OH）官能团偏多），并且光化学氧化15分钟后样品表面仍有C-H存在；而光化学氧化55分钟后，表面形成的C-O基团则更多的由醚基（O-C-O）官能团组成，并且表面氢终端层被全部氧化。氧气等离子体氧化处理后，表面含氧官能团数目远远小于电化学与光化学氧化的表面。氧终端金刚石功能化修饰后的表面检测结果表明，3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰密度越高的金刚石表面同时具有更大的平带电位。这种现象表明

5、平带电位的正向偏移与表面羟基官能团（C-OH）的存在数目有直接关系，而与醚基（C-O-C）官能团的关联度则不大。根据这一结论，我们发现电化学氧化是最为有效地一种氧化方法，它使样品表面生成最多的羟基官能团（C-OH），并且不会像氧气等离子体氧化处理那样会使样品表面局部发生石墨化。然而，短时间的光化学氧化（5到15分钟）不仅可以使硅烷化表面具有很高的表面原子N/O比率，还可以加大电子迁移动力学（氧化15分钟），并且也可以氧化不掺硼金刚石样品。【精品】毕业论文优秀毕业论文本科论文专业学术论文参考文献资料材料学专业优秀论文基于生物传感器应用的掺硼金刚石电极共价修饰关键词：生物传感器掺硼金刚石电极

6、电化学修饰光化学氧化掺硼金刚石卤化反应摘要：金刚石由于具有极其优异的物理性质、良好的化学稳定性、优良的机械性能（比如耐磨、耐高温、高硬度、耐腐蚀）、宽带隙以及生物相容性等而被认为是在各种领域里最有前景的工业材料之一。然而由于资源短缺以及高昂的价格，使其在科学与工程上的应用受到很大的限制。近期，随着金刚石薄膜在各种基底材料上沉积技术的迅速发展，使得在各个领域开发应用这些超级优异性能成为可能。通过掺杂一定的元素比如硼、氮或是磷，可以使禁带宽度大于5.45eV的金刚石具有导电性。正因为如此，金刚石被认为是基于传感器应用，进行光化学、化学以及电化学修饰最具吸引力的一类表面材料。本论文主要致力于发

7、展金刚石表面的功能化修饰方法，开发研究出了多种简便易行并具有可控性的反应方法，成功将多种官能团导入到金刚石表面。这些方法主要是以化学、光化学以及电化学方法为基础。首先用三种不同的氧化方法（电化学氧化、紫外/臭氧技术的光化学氧化以及氧气等离子体氧化）对氢终端掺硼金刚石表面进行了氧化，其中光化学氧化的时间为5分钟、10分钟、15分钟以及55分钟。采用水表面接触角、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子光谱（XPS