過氧化氫、肼光電化學傳感器的研究.pdf

1、光電化學(PEC)傳感是一種新型的分析技術(shù),受光激發(fā)后,在光電化學活性物質(zhì)與電極之間就會產(chǎn)生電荷傳遞,從而形成可檢測的光電流或光電壓信號,它集合了光化學和電化學傳感器的優(yōu)點,在生物、醫(yī)藥以及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應用并具有很好的發(fā)展前景。硅材料具有不錯的光電化學性能,環(huán)境友好、易于加工,常被用作 PEC傳感器的基底電極。過氧化氫是存在于食物、藥物、臨床、工業(yè)及環(huán)境分析中的一種最基本的物質(zhì)。肼在農(nóng)業(yè)及工業(yè)中是不可或缺的原料或中間產(chǎn)物,

2、但同時它們也極具毒性,危害人體健康及環(huán)境安全。因此,對于過氧化氫及肼的檢測研究都具有重要的研究價值。
　　本文主要探討了三種基于n-n+-Si電極的PEC傳感器:通過真空蒸鍍的技術(shù)在n-n+-Si表面蒸鍍Pt、Ni、Pd金屬,經(jīng)過修飾后得到三種不同類型的修飾電極作為光電化學傳感器。實驗采用兩電極體系,以得到的修飾電極與 Pt片電極構(gòu)成兩電極體系,光照下,考察不同體系對不同檢測物的光電流響應。實驗結(jié)果表明這三種 PEC傳感器對各自的

3、檢測物均具有良好的傳感性能。值得一提的是,實驗過程采取兩電極體系,從而免除了因使用參比電極帶來的操作不便及離子污染,更有利于微型生物傳感器的實現(xiàn)。
　　實驗內(nèi)容包括以下三個方面:
　　1.納米鈀修飾硅電極對過氧化氫及肼的光電化學檢測
　　本節(jié)通過在n-n+-Si基底電極上真空蒸鍍貴金屬Pd而得到納米鈀顆粒修飾電極,將其活化后作為研究電極,利用金相顯微鏡及 X射線光電子能譜儀對其進行表征。在0.1M PBS緩沖液中,三電

4、極體系光照條件下,通過循環(huán)伏安掃描研究了過氧化氫和肼在該修飾電極上的光電化學行為。兩電極體系光照條件下,研究了過氧化氫和肼在該修飾電極上的安培響應,測定H2O2時,采用0 V偏壓,線性范圍為2×10-5-2×10-4 M,檢測限為1.8μM;測定N2H4時,采用-0.4 V偏壓,線性范圍為2×10-6-2×10-5 M,檢測限為5×10-7 M。同時實驗結(jié)果顯示,該修飾電極具有良好的選擇性和穩(wěn)定性。
　　2. Pd/Co復合膜修飾

5、Pt/n-Si電極檢測過氧化氫
　　本節(jié)研究了一種新型的無酶的檢測H2O2的光電化學傳感器。在含有0.003 M PdCl2,0.0015 M Co(NO3)2,0.1 M H2SO4的溶液中進行循環(huán)伏安掃描制得Pd-CoO/Pt/n-n+-Si修飾電極,利用掃描電子顯微鏡及X射線光電子能譜儀對其進行表征。采取循環(huán)伏安掃描的方法研究了Pd-CoO/Pt/n-n+-Si修飾電極的光電化學行為及對H2O2的循環(huán)伏安響應。采取計時電流法

6、研究了該電極在中性溶液中對H2O2的光電響應,結(jié)果顯示在2×10-5-2×10-4 M線性范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.9972,最低檢測限為1.5×10-6 M。研究表明,該電極制作簡單,具有較高的選擇性,靈敏性及穩(wěn)定性,并可以應用于戶外的檢測,具有很大的研究價值。
　　3.羥基氧化鎳薄膜修飾Pt/n-Si電極檢測肼
　　本節(jié)研究了一種基于Ni/Pt/n-n+-Si電極的新型的檢測肼的光電化學傳感器。在0.1 M NaOH溶液中進行