基于静电纺丝技术的微纳材料制备及其电化学传感应用

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1、SOOCHOWUNIVERSITY硕士学位论文论文题目基于静电纺丝技术的微纳材料制备及其电化学传感应用研究生姓名吴静萍指导教师姓名尹凡专业名称药物分析学研究方向药物质量控制与评价论文提交日期2012年4月基于静电纺丝技术的微纳材料制备及其电化学传感应用中文摘要中文摘要近年来，因为一维纳米结构材料如纳米管、纳米线、纳米纤维等具有基础的科学研究和潜在的技术应用而吸引了很多科研人员的兴趣，并且在催化、传感技术、过滤以及医学等领域得到了广泛的应用。静电纺丝技术是一种简单和高效的能够获得连续的微米级别以下高分子复合纤维的方法，也可把高分子及无机盐的复合纤维焙烧后

2、得到无机纳米纤维。这种纤维具有很小的纳米尺寸的直径、大的比表面积以及较高的孔隙率等优点。本论文构筑了基于静电纺丝技术的新型电化学传感器，主要研究内容有：1.利用静电纺丝技术在氧化铟锡（ITO）电极上制备了纳米金-壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维（AuNP-CS-PVA）。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）对纤维形貌进行了表征，CS-PVA纤维呈现良好的网状结构，纳米金粒子均匀附着于纤维膜中。利用物理吸附作用将血红蛋白（Hb）负载于纤维膜中，制备成Hb/AuNP-CS-PVA/ITO电极。采用循环伏安法（CV）和计时电流法（IT）研究了双氧水（H2O

3、2）在该修饰电极上的电催化还原作用。检测结果表明该电极对H2O2−7−2响应灵敏，响应电流与其浓度在5.6×10~5.2×10mol/L内呈现良好的线性关系，−7检出限低至1.98×10mol/L。2.运用恒电位沉积法将普鲁士蓝（PB）从单一的铁氰化物酸性溶液中电沉积到ITO电极上，继而在电极表面覆盖CS-PVA电纺纤维膜，防止PB膜脱落。CS中含有的－NH2的缓冲作用改善了PB的酸碱稳定性，使得PB膜在中性及弱碱性溶液中能表现出较好的稳定性。利用静电吸附作用将葡萄糖氧化酶（GOD）附着于纤维膜中，制备成一种新型的葡萄糖传感器（GOD/CS-PVA/P

4、B/ITO）。该修饰电极的循环伏安信号展示了普鲁士蓝的特征氧化还原峰，其对葡萄糖的氧化产物H2O2具有良好的电催化作用。纤维膜中负载的GOD在催化过程中表现出良好的生物亲和力，−7其米氏常数为1.06mmol/L，对葡萄糖的检出限为3.61×10mol/L。3.在铂电极表面附着一层Cu(Ac)2-Zn(Ac)2-PVA电纺纤维膜，经过焙烧过程，获得了一种新型的无酶葡萄糖传感器（CuO-ZnO/Pt）。用SEM及傅里叶红外光谱（FT-IR）对该纤维膜进行了形貌与结构表征，CuO-ZnO呈现均匀的网状纤维结构，I中文摘要基于静电纺丝技术的微纳材料制备及其电

5、化学传感应用Cu(Ac)2-Zn(Ac)2-PVA已成功分解成CuO-ZnO。采用CV和IT研究了葡萄糖在该修饰电极上的电催化氧化作用。在最佳实验参数下，运用CuO-ZnO/Pt传感器对葡萄糖–7–3进行了定量分析，结果表明峰电流与其浓度在8.00×10~3.88×10mol/L内呈现良–7好的线性关系，检出限为1.26×10mol/L。4.在铂电极表面原位合成磷钨酸（PWA）-ZnO复合纤维膜，成功制备了多巴胺（DA）无酶型传感器（PWA-ZnO/Pt）。采用SEM、FTIR及X射线衍射技术（XRD）对纤维膜的形貌、结构与组份进行了表征，纤维形貌良好

6、，PWA高度分散于ZnO纤维中，且PWA与ZnO在焙烧后均保持原有的特征结构。用CV法对该修饰电极的电化学行为进行了检测，并用示差脉冲伏安法（DPV）研究了神经递质DA在该修饰电极上的催化氧化行为。结果显示，PWA-ZnO/Pt电极对DA具有很好的催化氧化–7–4–8作用，检测范围为1.6×10~2.5×10mol/L，检出限为8.2×10mol/L。关键词电化学传感器；静电纺丝；修饰电极；纳米纤维；电催化作者：吴静萍指导教师：尹凡教授II基于静电纺丝技术的微纳材料制备及其电化学传感应用英文摘要PreparationofMicro/nanomateri

7、alBasedonElectrospinningTechnologyandItsElectrochemicalSensorApplicationsAbstractInrecentyears,one-dimensional(1D)nanostructuralmaterialssuchasnanorods,nanowires,ornanofibers,havebeenactivelystudiedduetobothscientificinterestsandpotentialapplicationsinnanodevicesandfunctionalmat

8、erials.Moreover,itisincreasinglybeingappliedinf