TiO2复合纳米材料的制备及其在电化学酶传感器中的应用.pdf

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1、PREPARATIONOFTITANNlUMDIOXIDENANoCoMPOSITEANDITSAPPLICATIoNINELECTROCHEMICALENZYMESENSORSADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceBySupervisor：AssociateProf．LiuXiaoqiangDate：May，2014关于学位论文独创声明和学术诚信承

2、诺IUllIIIIlUlIIIUlIIlY2543338本人向河南大学提出硕士学位申请。本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的，对所研究的课题有新的见解。据我所知，除文中特别加以说明、标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括其他人为获得任何教育、科研机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。在此本人郑重承诺：所呈交的学位论文不存在舞弊作伪行为，文责自负。学位申请人(学位论文作者)签名：关于学位论文著作权使用授权书本人经河南大学审核批

3、准授予硕士学位。作为学位论文的作者，本人完全了解并同意河南大学有关保留、使用学位论文的要求，即河南大学有权向国家图书馆、科研信息机构、数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文(纸质文本和电子文本)以供公众检索、查阅。本人授权河南大学出于宣扬、展览学校学术发展和进行学术交流等目的，可以采取影印、缩印、扫描和拷贝等复制手段保存、汇编学位论文(纸质文本和电子文本)。(涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书)学位获得者(学位论文作者)签名：201$年蜘ff日学位论文指导教师签名：型l辽!墨刍201年年搠『f日一日菱一以鱼蜘狄一”摘要近几年来，生物传感器已被广泛应

4、用于化学分析、生物医疗、临床诊断、食品检测及环境监控等领域。随着纳米材料领域的不断发展，不同纳米材料的应用使电化学酶传感器的研究进入了崭新的阶段。纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应及量子尺寸效应等特性，具有其他材料所不具备的光、电、磁等优良性能；在生物传感器方面，对电极材料而言，要求其应具有良好的生物相容性、优异的导电性，并能同时负载大量的生物酶分子，从而加快生物酶分子与电极之间的电子转移，缩短响应时间，提高传感器的灵敏度，达到改善传感器性能的目的。其中，二氧化钛纳米材料就具备了这些性能，本文通过采用不同的方法合成出多种二氧化钛复合材料，并

5、根据亲水性离子液体和Nation的性质，利用包埋的方法制备出不同的新型电化学酶传感器。主要内容如下：1．基于二氧化钛纳米管—金纳米颗粒复合纳米材料(TNlkAu)制备葡萄糖氧化酶(GOD)传感器及其应用研究首先利用水热法成功合成出二氧化钛纳米管(TNTs)，然后再通过传统的柠檬酸还原法成功将金纳米颗粒负载于二氧化钛纳米管表面，最后借助傅里叶红外光谱(FT．IR)、x．射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)三种测试手段对其进行了表征；同时，基于新合成的TN醌～u复合材料，以亲水性离子液体(【Demim]Br，HIL)与Nation作为粘合剂，将复合纳米材

6、料和GOD修饰于玻碳电极表面，构建成GOD传感器，并对其电化学性能进行探究。2．基于二氧化钛纳米管—磷钨杂多酸—金纳米颗粒复合纳米材料(TNB．PTA—Au)制备辣根过氧化酶(HI冲)传感器及其应用研究本章首先运用光催化的方法，利用磷钨杂多酸(PTA)作为交联剂，将金纳米颗粒制备于二氧化钛纳米管表面，成功地制备出新型的二氧化钛纳米管．磷钨杂多酸．金纳米颗粒复合纳米材料(TN融P1'A．Au)，并借助傅里叶红外光谱(FT-IR)、X．射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)三种测试手段对其进行了表征。为了提高生物传感器的稳定性及增强HRP与TNTs—PTA

7、—Au之间的电子转移，采用将HRP巯基化的方法使HRP通过s-．H键与TNTS-PTA—Au结合的更紧密、牢固。最后，利用离子型聚合物Nation，亲水性离子液体(HydrophilicIonicLiquids，HIL)1．癸基．3．甲基咪唑溴盐将巯基化的HI冲和TNTs-PTA—Au材料固定于玻碳电极表面，从而最终构建了HRP传感器，并应用于H202的催化降解。3．基于纳米石墨烯片—二氧化钛纳米管复合纳米材料(GNP甜NTs)制各辣根过氧化酶(HRP)传感器及其应用研究在本章中，我们首先通过水热法成功合成出石墨烯片．二氧化钛纳米管复合纳米材料(GNP甜N

8、Ts)，并借助透射电镜(TEM)、x．射线粉末衍射(XRD)和傅里