金納米粒子及其碳納米管雜化物的制備、表征與電化學(xué)性能研究.pdf

1、本論文利用離子-凝膠法制備了殼聚糖納米粒子(CS NPs)和多壁碳納米管-殼聚糖納米粒子(MWCNT-CS NPs)復(fù)合物。以此種天然聚合物納米粒子、MWCNT-CS NPs復(fù)合物為模板制備了金納米粒子(Au NPs)、鉑納米粒子(Pt NPs)和MWCNT-Au NPs復(fù)合材料。采用多種分析測試方法，包括原子力顯微鏡(AFM)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見分光光度計(UV-vis)、傅立葉變換紅外光譜

2、儀(FTIR)、電化學(xué)循環(huán)伏安(CV)和差分脈沖伏安法(DPV)等對所制備Au NPs、Pt NPs和MWCNT-Au NPs的粒徑大小、微觀形貌、水溶液中的分散性、光譜特性以及MWCNTs或MWCNT-Au NPs復(fù)合物修飾電極對氧還原反應(yīng)電催化活性和鳥嘌呤電化學(xué)檢測性能進行了詳細(xì)研究；并初步研究了MWCNTs修飾電極用于小分子RNA(miRNA)的電化學(xué)檢測性能。本論文主要研究工作如下：
　　 1.利用離子-凝膠法制備了CS

3、 NPs。以CS NPs為模板通過硼氫化鈉還原氯金酸或氯鉑酸方法制備了Au NPs或Pt NPs，并對制備條件進行了優(yōu)化。TEM、UV-vis和分散性研究結(jié)果表明：以CS NPs為模板，可獲得高分散、小粒徑、粒徑分布窄的Au NPs或Pt NPs；CS NPs具有控制Au或Pt納米粒子生長、阻止其聚集的作用。所制備Au NPs粒徑約為2-4 nm；Pt NPs粒徑約為3 nm。Au NPs在水溶液中具有很好的分散穩(wěn)定性，存儲20天后無明

4、顯沉降出現(xiàn)。三聚磷酸鈉(TPP)濃度和氯金酸濃度對所制備Au NPs粒徑大小和粒徑分布范圍有重要影響?；谙嗤脑瓌t，該方法可用于金屬前驅(qū)體帶負(fù)電荷的金屬或金屬合金納米粒子的制備。
　　 2.基于以上結(jié)果，利用相同的方法制備了MWCNT-CS NPs，并以此為模板制備了MWCNT-Au NPs復(fù)合材料。采用多種分析測試方法對所制備MWCNT-Au NPs的微觀形貌、Au負(fù)載量和堿性介質(zhì)中MWCNT-Au NPs修飾電極氧還原電催

5、化性能進行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明：利用MWCNT-CS NPs為模板可在MWCNT表面獲得小粒徑、分散較均勻的Au NPs。與以CS醋酸為穩(wěn)定劑或直接還原氯金酸水溶液所制備的MWCNT-Au復(fù)合材料修飾電極相比，以MWCNT-CS NPs為模板制備的MWCNT-Au NPs修飾電極具有更好的氧還原電催化活性；最優(yōu)化實驗條件下，MWCNT-Au NPs修飾電極氧還原峰電流密度達-1.31 mA cm-2。此方法可用于制備其他MWCNT-金屬

6、納米粒子電催化劑，在燃料電池/空氣電池催化劑材料制備或其他電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用潛力。
　　 3.采用差分脈沖伏安法(DPV)詳細(xì)研究了玻碳、羧基化多壁碳納米管、石墨烯和MWCNT-Au NPs修飾玻碳電極對鳥嘌呤的電化學(xué)檢測性能；以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了小分子RNA(miRNA)電化學(xué)傳感器，初步探討了其性能。結(jié)果表明，羧基化MWCNTs修飾玻碳電極具有較好的鳥嘌呤電化學(xué)檢測性能；在最優(yōu)化條件下鳥嘌呤檢測靈敏度為1.071μAμ