石墨烯-铁卟啉复合材料的制备及其H2O2传感器应用研究

本文通过π-π非共价键的方式合成了具有仿生功能的石墨烯-铁卟啉复合材料,并将其修饰在玻碳电极上,制备成一种新型的无酶H2O2传感器。利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及电化学阻抗谱(EIS)对合成材料进行了表征,并研究了该传感器对H2O2的电催化还原性能。实验结果表明,该传感器对H2O2具有较好的催化还原效果,能够在-0.24V电位下对H2O2进行测定;其对H2O2的线性检测范围为5.0×10-7～1.975×10-4 mol/L,检测限为4.1×10-7 mol/L。     

基于石墨烯-壳聚糖-辣根过氧化物酶的H2O2生物传感器的研制

制备了石墨烯-壳聚糖(GR-CS)纳米复合材料,并将之与辣根过氧化物酶(HRP)混合,构建了基于石墨烯-壳聚糖-辣根过氧化物酶的生物传感器(GR-CS-HRP/GC)。探针及循环伏安研究表明,该界面具有优异的电子传导能力、较大的比表面积和良好的生物相容性,对H2O2的还原显示出较好的电催化活性,在工作电位为-0.2 V,0.05 mol/L的磷酸盐缓冲盐溶液(PBS,pH 6.8)中,该酶传感器对过氧化氢响应灵敏度高,检测范围宽,测定H2O2的线性范围为5.0×10-7～2×10-3mol/L(相关系数为0.998)。检出限为2.0×10-7mol/L(S/N=3)。并且表现出良好的稳定性和高选择性。该电极用于实际样品中H2O2的测定,结果令人满意。     

明胶固定辣根过氧化物酶制备H_2O_2传感器

用明胶将辣根过氧化物酶(HRP)固定于多壁碳纳米管(MWNT)和茜素红(AR)修饰的玻碳(GC)电极上,制成HRP生物传感器(HRP/AR/MWNT/GC),然后在3%戊二醛(GA)中进行交联改性,以克服明胶膜易溶胀的缺点,并提高膜的稳定性.同时详细探讨了该传感器对H2O2的响应性能,并优化了实验条件.结果表明,该传感器对H2O2的线性响应范围为5.0×10-6～1.0×10-3mol/L,线性相关系数为0.9932,检出限为1.0×10-7mol/L,且放于4℃环境30d后,峰电流值约为原来的72.1%.该传感器响应快速,灵敏度高,且具有良好的重现性、稳定性及较长的使用寿命,具有潜在的应用价值.     

基于新型二氧化锰-碳纳米管复合材料的高灵敏过氧化氢传感器

本文以多壁碳纳米管(MWCNTs)和KMnO4为原料,通过直接氧化还原反应合成了一种新型MnO2-C纳米复合材料,将其滴涂在玻碳(GC)电极表面,成功制备出一种非酶型H2O2传感器。采用循环伏安法和计时电流法研究了该传感器对H2O2的电催化氧化行为。实验结果表明,与GC电极和MWCNTs修饰电极相比,该电极对H2O2氧化显示出更好的催化活性。实验对影响电极性能的各种参数,包括pH值、工作电位及MnO2-C修饰量进行了探讨。在最佳实验条件下,传感器对H2O2响应的线性范围为5.0×10-7～0.2mol·L-1,检测限(S/N=3)为1.4×10-7 mol·L-1。该传感器选材新颖,制备方法简单,重现性好,稳定性和抗干扰能力强。     

Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2电催化性能的研究

采用还原法制备了AuNPs/MWCNTs复合材料,并构建了氧化还原蛋白质的固定化和生物传感界面AuNPs/MWCNTs/GC电极.以肌红蛋白(Myoglobin,Mb)为例,研究了固定化蛋白质在AuNPs/MWCNTs/GC电极上的直接电化学.结果表明,AuNPs/MWCNTs复合材料不仅能有效地促进Mb与电极表面的直接电子转移,而且能很好地保持固定化Mb的生物催化活性.Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2具有良好的电催化还原性能,其线性响应范围为1～138μmol·L-1,检测限为0.32μmol·L-1(S/N=3),并具有较低的米氏常数(0.143 mmol·L-1).该电极操作简单,响应迅速,稳定性和重现性好,有望用于蛋白质的固定化及第三代生物传感器的制备.     

基于Hemin/多壁碳纳米管纳米复合物构建的过氧化氢生物传感器的研究

利用卟啉(Hemin)具有模拟酶的功能,与多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)生物传感器。首先,利用Hemin与MWCNTs之间的π-π键作用,在超声分散下制备Hemin/MWCNTs纳米复合物;采用滴涂技术并在nafion的作用下将其固载在电极表面,制得该H2O2生物传感器(nafion/Hemin/MWCNTs/GCE)。采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对合成的纳米复合物进行了分析;采用扫描电镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征;采用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极的电化学行为;并对传感器的行为进行了详细的研究。在最优条件下,此修饰电极对H2O2具有明显的催化作用,电流与H2O2的浓度在6.0×10-7~1.8×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限达2.0×10-7 mol/L。此传感器制作简单,具有较高的灵敏度和良好的稳定性及重现性。     

碳纳米管/TiO2薄膜固定酶的生物传感器及电催化氧化H2O2的研究

采用酸性溶胶法在碳纳米管上负载纳米TiO2颗粒,并制备了CNT-TiO2薄膜固定辣根过氧化物酶的生物传感器。研究了该生物传感器在磷酸盐缓冲溶液中对H2O2的电催化氧化作用及实验条件的影响。结果表明该生物传感器对H2O2表现出良好的电催化性能,在最佳实验条件下,对H2O2检测的线性范围为:4.2×10-7mol/L~3.2×10-3mol/L。检出限为:7.22×10-8mol/L。     

基于中性红功能化多壁碳纳米管修饰电极对H2O2的电催化

制备了中性红功能化的多壁碳纳米管复合材料,中性红通过1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)和乙二胺四乙酸(EDTA)共价组装到壳聚糖修饰的多壁碳纳米管表面。扫描电子显微镜(SEM),红外光谱、电化学方法用于表征复合材料。研究了复合材料修饰电极的电化学行为及对H2O2的电催化作用。结果表明:该电极对H2O2有明显的电催化作用。计时电流响应与H2O2的浓度在0.5~80μmol/L范围内成良好的线性关系,检出限为0.14μmol/L(S/N=3)。修饰电极具有良好的稳定性和重现性,已用于样品分析。     

基于Hemin/多壁碳纳米管纳米复合物构建的过氧化氢生物传感器的研究

利用卟啉(Hemin)具有模拟酶的功能,与多壁碳纳米管(MWCNTs)构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)生物传感器。首先,利用Hemin与MWCNTs之间的π-π键作用,在超声分散下制备Hemin/MWCNTs纳米复合物;采用滴涂技术并在nafion的作用下将其固载在电极表面,制得该H2O2生物传感器(nafion/Hemin/MWCNTs/GCE)。采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)对合成的纳米复合物进行了分析;采用扫描电镜(SEM)对电极的表面形貌进行了表征;采用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极的电化学行为;并对传感器的行为进行了详细的研究。在最优条件下,此修饰电极对H2O2具有明显的催化作用,电流与H2O2的浓度在6.0×10-7¹.8×10-3 mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限达2.0×10-7 mol/L。此传感器制作简单,具有较高的灵敏度和良好的稳定性及重现性。     

基于自组装L-半胱氨酸与纳米金的H2O2生物传感器

通过在金电极表面自组装L-半胱氨酸,再分别吸附纳米金与辣根过氧化物酶(HRP)的方法,成功的制备了H2O2生物传感器.采用循环伏安法考察了传感器的电化学特性,电极对H2O2在浓度为2.1×10-6～3.6×10-3 mol/L的范围内呈线性,检出限为8.9×10-7 mol/L (S/N＝3).该传感器具有稳定性好,线性范围宽,检出限低等优点,同时具有一定的抗干扰能力.     

GCE/DNA/PFS/RTIL/HRP修饰电极的制备及其电催化行为

将辣根过氧化物酶（HRP）固定在室温离子液体（RTIL）/聚二茂铁硅烷（PFS）/DNA复合材料修饰的玻碳电极（GCE）表面,构建了GCE/DNA/PFS/RTIL/HRP修饰电极,详细地研究了该修饰电极的电催化行为,优化了电解质溶液的pH值和RTIL的体积对催化过氧化氢（H2O2）的影响。 电化学实验结果表明,DNA、PFS和RTIL复合膜既为HRP提供了一个生物兼容的微环境;又有效地促进了电子在HRP和电极表面之间的传递。 在最优实验条件下,该修饰电极对H2O2具有快速的催化响应,在2 s内即可达到稳态电流的95%,其响应在3.25 μmol/L~1.47 mmol/L（r=0.999,n=10）和1.86~5.35 mmol/L（r=0.996,n=12）范围内呈良好的线性关系,检出限为0.86 μmol/L。 该传感器灵敏度高、重现性和稳定性好。 此外,该修饰电极还能催化O2还原。     

血红蛋白在TiO2-石墨烯/离子液体/壳聚糖纳米复合膜修饰电极上的直接电化学

基于TiO2-石墨烯、离子液体和壳聚糖复合膜修饰玻碳电极制备了一种新型的电化学传感器。用循环伏安法研究了血红蛋白在该修饰电极上的直接电化学行为。结果表明,该纳米复合膜能有效地促进血红蛋白在电极上的直接电子转移,保持其生物催化活性。该传感器对H2O2具有良好的催化性能。H2O2的电流响应信号与其浓度在20～860μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.1μmol/L(S/N=3)。传感器具有良好的稳定性和重现性。     

溶胶-凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜固定辣根过氧化酶的H2O2电化学生物传感器的研制

利用溶胶 凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机复合杂化膜,用于对辣根过氧化酶进行固定,制得测定H2O2的电流型生物传感器。以1mmol/LK4Fe(CN)6作为电子媒介体。研究了各种因素如壳聚糖与二氧化硅的比率、pH、温度、工作电位等对传感器响应电流的影响。计时电流法测定H2O2的线性范围为2.0×10-6～6.8×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。测得酶催化动力学参数米氏常数Km=0 87mmol/L。用该法对实际样品进行了测定。     

PANI/Ce(OH)3-Pr2O3·3H2O/NanoG复合材料制备与表征

开发了反胶束模板-原位聚合纳米复合法制备聚苯胺(PANI)/Ce(OH)3-Pr2O3·3H2O/石墨纳米薄片(NanoG)纳米复合材料的方法.膨胀石墨在乙醇水溶液中经超声处理制得石墨纳米薄片,以苯胺的氯仿溶液为油相,稀土金属离子Pr3+、Ce3+水溶液为水相,依靠表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)自组装形成的反胶束为模板-制备PANI/Ge(OH)3-Pr2O3·3H2O/NanoG复合材料.利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和 X-射线衍射(XRD)对该复合材料进行了表征和分析,研究了其导电性能和热性能.结果表明,PANI/Ce(OH)3-Pr2O3·3H2O/NanoG复合材料各相分散均匀,稀土纳米粒子在体系中以棒状的形态分布.热重分析表明,该复合材料的热稳定性明显提高;导电性研究说明,石墨纳米薄片的特殊的结构(较大的径厚比)对其在聚合物基体中形成导电网络具有重要作用;PANI/Pr2O3-Ce(OH)3/NanoG纳米复合材料的渗滤阀值低于1.0wt%.     

基于碳纳米管-纳米二氧化锰增强的H2O2修饰电极的研制

将碳纳米管(CNT)和纳米二氧化锰(Nano-MnO2)分散在壳聚糖(CHIT)溶液中,用涂敷法固定到玻碳电极表面,制成修饰电极.由于碳纳米管具有良好的电子传递性能,使纳米二氧化锰对H2O2的电催化活性明显提高,通过循环伏安法、计时电流法对传感器的性能进行了研究.在最佳测试条件下,该传感器对H2O2的线性范围为1.5×10-6 ～5.0×10-2 mol/L,检出限为4×10-7 mol/L.用于实际样品的测定,结果满意.     

Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料（CeO2-TiO2）/Cu的水热制备与性能

以Cu网为载体,Ti(OBu)4和Ce(NO3)3·6H2O为原料,Na3PO4·12H2O为矿化剂,采用一步水热法制备了多种不同形貌的Cu网负载CeO2-TiO2微纳米复合材料(CeO2-TiO2)/Cu.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)对材料的形貌、结构及光吸收特性进行了表征,通过测试接触角表征了材料的浸润性.以20μmol/L亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物,测试了材料在可见光照射下的催化性能.结果表明,制备的TiO2为锐钛矿型,CeO2为方铈矿型;CeO2晶体比TiO2晶体更易负载于Cu网;改变制备过程中Ce(NO3)3·6H2O的用量、Na3PO4·12H2O浓度、水热反应时间及温度可实现(CeO2-TiO2)/Cu的形貌调控;(CeO2-TiO2)/Cu显示出超亲水性及可见光催化活性.     

L-半胱氨酸/辣根过氧化物酶/纳米银/辣根过氧化物酶修饰电极循环伏安法测定过氧化氢

在金电极表面自组装L-半胱氨酸,再分别吸附辣根过氧化物酶(HRP)和纳米银,制得L-半胱氨酸/辣根过氧化物酶/纳米银/辣根过氧化物酶修饰电极。采用循环伏安法研究了修饰电极的电化学特性,探讨了pH值、温度对电极响应的影响,考察了电极的重复性、稳定性及选择性。实验结果表明,HRP在修饰电极表面能进行有效和稳定的电子转移,HRP保持了其对H2O2还原的生物催化活性。该电极对H2O2检测的线性范围为8.6×10-7～1.3×10-3mol/L,r=0.9985,检出限(S/N=3)为1.6×10-7mol/L。该电极具有稳定性好、线性范围宽、检出限低等优点,同时具有一定的抗干扰能力。     

电聚合茜素黄R构建辣根过氧化物酶传感器的研究

利用电聚合茜素黄R(AYR)的方法,将辣根过氧化物酶(HRP)和细胞色素c(Cyt c)固载于通过一步法电沉积的碳纳米管-金纳米粒子(MWCNTsAu NPs)复合纳米材料修饰电极表面,构筑PAYR-HRP-Cyt c/M WCNTs-Au NPs修饰电极,并利用HRP对H2O2的直接电化学催化行为对H2O2进行检测。采用扫描电镜对MWCNTs-Au NPs和PAYR-HRP-Cyt c的表面形貌进行表征。利用电化学阻抗对修饰电极的构筑过程进行了监测。采用循环伏安法和计时电流法对修饰电极的电化学行为进行了研究。探讨了p H和电位对该修饰电极测定H2O2的性能的影响。该传感器对H2O2在5.0×10-7~3.14×10-3mol/L范围内呈良好的线性响应,相关系数为0.9997,灵敏度为0.50 A·L/mol,检出限(S/N=3)为9.6×10-8mol/L。     

Ce0.67Zr0.33O2对CH4燃烧催化剂Fe2O3/Al2O3的改性作用

固定n(Ce)/n(Zr)比为0.67/0.33, 用共沉淀法制得一系列CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体. 采用这些固溶体作载体, 以Fe2O3为活性组分, 用浸渍法制备了一系列催化剂. BET结果显示, 将适量Ce0.67Zr0.33O2引入到Al2O3载体中有助于催化剂保持较高的比表面积. TPR结果显示, 载体中引入适量的Ce0.67Zr0.33O2可以改善催化剂的氧化还原性能. XRD结果表明, Fe2O3在CeO2-ZrO2-Al2O3载体上呈现出良好的分散状况, 老化前后催化剂的晶相结构基本无明显变化. 特别是当载体中m(Ce0.67Zr0.33O2)∶m(Al2O3)的值为1∶2时, Fe2O3/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中显示出最佳的催化性能和抗高温老化性能.     

DNA-HRP/聚M-酪氨酸共修饰电极的制备及其电化学性能的研究

以聚L-酪氨酸膜为载体,固载DNA和辣根过氧化物酶(HRP)制备过氧化氢生物传感器.该传感器对H2O2表现出良好的催化还原特性,具有灵敏度高,稳定性好且易于制作等特点.其线性响应范围为:2.0×10-6～1.1×10-2 mol/L,检出限为8.0×10-7 mol/L (S/N=3).