基于靜電紡絲技術(shù)的微納材料制備及其電化學(xué)傳感應(yīng)用.pdf

1、近年來，因?yàn)橐痪S納米結(jié)構(gòu)材料如納米管、納米線、納米纖維等具有基礎(chǔ)的科學(xué)研究和潛在的技術(shù)應(yīng)用而吸引了很多科研人員的興趣，并且在催化、傳感技術(shù)、過濾以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。靜電紡絲技術(shù)是一種簡(jiǎn)單和高效的能夠獲得連續(xù)的微米級(jí)別以下高分子復(fù)合纖維的方法，也可把高分子及無機(jī)鹽的復(fù)合纖維焙燒后得到無機(jī)納米纖維。這種纖維具有很小的納米尺寸的直徑、大的比表面積以及較高的孔隙率等優(yōu)點(diǎn)。本論文構(gòu)筑了基于靜電紡絲技術(shù)的新型電化學(xué)傳感器，主要研究?jī)?nèi)容有

2、：
　　1.利用靜電紡絲技術(shù)在氧化銦錫（ITO）電極上制備了納米金-殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合納米纖維（AuNP-CS-PVA）。采用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）對(duì)纖維形貌進(jìn)行了表征，CS-PVA纖維呈現(xiàn)良好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，納米金粒子均勻附著于纖維膜中。利用物理吸附作用將血紅蛋白(Hb）負(fù)載于纖維膜中，制備成Hb/AuNP-CS-PVA/ITO電極。采用循環(huán)伏安法（CV）和計(jì)時(shí)電流法（IT）研究了雙氧水（H2O2）在該修飾電極上的

3、電催化還原作用。檢測(cè)結(jié)果表明該電極對(duì)H2O2響應(yīng)靈敏，響應(yīng)電流與其濃度在5.6×10?7~5.2×10?2 mol/L內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限低至1.98×10?7 mol/L。
　　2.運(yùn)用恒電位沉積法將普魯士藍(lán)（PB）從單一的鐵氰化物酸性溶液中電沉積到ITO電極上，繼而在電極表面覆蓋CS-PVA電紡纖維膜，防止PB膜脫落。CS中含有的－NH2的緩沖作用改善了PB的酸堿穩(wěn)定性，使得PB膜在中性及弱堿性溶液中能表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定

4、性。利用靜電吸附作用將葡萄糖氧化酶（GOD）附著于纖維膜中，制備成一種新型的葡萄糖傳感器（GOD/CS-PVA/PB/ITO）。該修飾電極的循環(huán)伏安信號(hào)展示了普魯士藍(lán)的特征氧化還原峰，其對(duì)葡萄糖的氧化產(chǎn)物H2O2具有良好的電催化作用。纖維膜中負(fù)載的GOD在催化過程中表現(xiàn)出良好的生物親和力，其米氏常數(shù)為1.06 mmol/L，對(duì)葡萄糖的檢出限為3.61×10?7 mol/L。
　　3.在鉑電極表面附著一層Cu(Ac)2-Zn(Ac)

5、2-PVA電紡纖維膜，經(jīng)過焙燒過程，獲得了一種新型的無酶葡萄糖傳感器（CuO-ZnO/Pt）。用SEM及傅里葉紅外光譜（FT-IR）對(duì)該纖維膜進(jìn)行了形貌與結(jié)構(gòu)表征，CuO-ZnO呈現(xiàn)均勻的網(wǎng)狀纖維結(jié)構(gòu)，Cu(Ac)2-Zn(Ac)2-PVA已成功分解成CuO-ZnO。采用CV和IT研究了葡萄糖在該修飾電極上的電催化氧化作用。在最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)下，運(yùn)用CuO-ZnO/Pt傳感器對(duì)葡萄糖進(jìn)行了定量分析，結(jié)果表明峰電流與其濃度在8.00×10–7

6、~3.88×10–3 mol/L內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限為1.26×10–7 mo l/L。
　　4.在鉑電極表面原位合成磷鎢酸（PWA）-ZnO復(fù)合纖維膜，成功制備了多巴胺（DA）無酶型傳感器（PWA-ZnO/Pt）。采用SEM、FTIR及X射線衍射技術(shù)（XRD）對(duì)纖維膜的形貌、結(jié)構(gòu)與組份進(jìn)行了表征，纖維形貌良好，PWA高度分散于ZnO纖維中，且PWA與ZnO在焙燒后均保持原有的特征結(jié)構(gòu)。用CV法對(duì)該修飾電極的電化學(xué)行為進(jìn)行