氧化鋅納米陣列電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、構(gòu)建靈敏度高、選擇性優(yōu)秀的新型化學(xué)修飾電極和電化學(xué)傳感器是國(guó)內(nèi)外分析化學(xué)工作者研究的熱點(diǎn)課題之一。蓬勃發(fā)展的納米技術(shù)與材料學(xué)、生命化學(xué)、高分子學(xué)科的交叉滲透，使得各類功能性納米材料層出不窮。隨著這些納米材料廣泛應(yīng)用于修飾電極，功能各異、結(jié)構(gòu)不同的電化學(xué)傳感器得到快速發(fā)展。近年來，基于陣列結(jié)構(gòu)納米材料的電化學(xué)傳感器逐漸引起科研人員的廣泛關(guān)注。利用陣列結(jié)構(gòu)納米材料構(gòu)建電化學(xué)傳感器可以充分利用材料的高表面積，負(fù)載更多識(shí)別位點(diǎn)，提高所制備電極的

2、靈敏度和選擇性。目前，應(yīng)用較為廣泛的陣列結(jié)構(gòu)納米材料主要有：碳納米管、氧化鋅和氧化鈦。我們選用原料來源廣、制備簡(jiǎn)單的氧化鋅納米陣列作為構(gòu)建陣列結(jié)構(gòu)電極的支撐材料。通過調(diào)控一系列的參數(shù)得到滿足要求的氧化鋅納米陣列結(jié)構(gòu)，并且以其為骨架材料制備得到兩種不同類型，用于多巴胺檢測(cè)的高性能電化學(xué)傳感器。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以Zn(NO3)2；HMT；KCl；AlCl3為原料，采用無種子層電化學(xué)沉積的方法在ITO導(dǎo)電膜表面制備得到直立、

3、稀疏的氧化鋅納米棒陣列（ZNRs）。由于陣列結(jié)構(gòu)的疏密度和直立程度對(duì)于構(gòu)建高性能電化學(xué)傳感器具有較大影響。因此，我們通過調(diào)控反應(yīng)物濃度、電化學(xué)沉積的電位和時(shí)間等諸多因素制備得到滿足要求的ZNRs，最終確定最優(yōu)參數(shù)為：反應(yīng)物濃度：0.2mM，沉積電位為-1 V，沉積時(shí)間40 min。ZNRs作為構(gòu)筑電化學(xué)傳感器的骨架材料，通過循環(huán)伏安法在其表面沉積一層金納米顆粒，得到用于多巴胺檢測(cè)的電化學(xué)傳感器。由于ZNRs具有大的表面積，可以負(fù)載大量金

4、納米顆粒。金納米顆粒具有較好的生物相容性和電催化能力，因此該陣列結(jié)構(gòu)電極對(duì)于多巴胺具有很好的電催化和識(shí)別性能。進(jìn)一步優(yōu)化制備和檢測(cè)條件，得到具有較低檢測(cè)下限的工作曲線，檢測(cè)范圍為：10nM-800μM，在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)秀的穩(wěn)定性、重復(fù)性、選擇性。⑵采用兩步法制備結(jié)構(gòu)規(guī)整的氧化鋅納米管陣列，首先按照前述實(shí)驗(yàn)參數(shù)在FTO玻璃基底沉積得到ZNRs，通過化學(xué)刻蝕的方法（0.125M的KOH溶液，70oC條件）刻蝕20min制備氧化鋅納米管陣

5、列（ZNTs）。ZNTs結(jié)構(gòu)作為構(gòu)建電化學(xué)傳感器的骨架材料，用于制備高性能的分子印跡聚合物（MIPs）電化學(xué)傳感器。首先以多巴胺為模板分子，吡咯為功能單體和交聯(lián)劑利用循環(huán)伏安法在ZNTs陣列內(nèi)外表面沉積MIPs，接著在磷酸緩沖溶液（PBS）中除去模板分子多巴胺，得到對(duì)多巴胺分子具有特異性識(shí)別能力的MIPs。由于ZNTs陣列內(nèi)外表面均可以沉積MIPs，可以負(fù)載更多的印跡位點(diǎn)，改善了傳感器的選擇性和靈敏度。在分析檢測(cè)中選用鐵氰化鉀作為探針表