納米氧化鋅的制備、表征、及其修飾電極對生物分子的電催化.pdf

1、在生物傳感器和生物燃料電池等的研究中，生物大分子的固定是一個很重要的研究領(lǐng)域。而在生物大分子的固定方面，載體的選擇是十分重要的?？紤]到納米ZnO是一種無機半導體材料，其制備方法簡單，價格低廉，具有較大的比表面積等優(yōu)點，本論文研究了納米ZnO的制備、表征、及以納米ZnO作載體的辣根過氧化物酶(HRP)和葡萄糖氧化酶(GOx)修飾電極的制備和它們的電化學和電催化性能。主要結(jié)果如下： 1.用直接沉淀法制得了ZnO納米粒子。并用X-射線

2、衍射(XRD)、透射電鏡fTEM)、x射線能量擴散光譜儀(EDS)等多種技術(shù)對ZnO納米粒子進行了形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征。發(fā)現(xiàn)用直接沉淀法合成的ZnO呈四方錐狀、具有多孔結(jié)構(gòu)、大小均勻、分散性好、沒有明顯的團聚現(xiàn)象。平均粒徑在65 nm左右，比表面值為43m<'2>/g，孔徑為4 nm。 2.研究了固定在ZnO和二甲基亞砜(DMSO)混合物修飾電極表面的HRP的電化學和電催化性能。結(jié)果表明，固定在ZnO-DMSO修飾電極表面的HR

3、P沒有變性，能進行準可逆的直接電化學反應(yīng)，適量電位為-228 mv。適量電位與溶液pH呈線性關(guān)系，并證明了HRP的直接電化學反應(yīng)是1電子1質(zhì)子的表面控制過程。電子傳遞速率常數(shù)k<,s>為3.95±0.89 s<'-1>，比文獻中報道的值大很多，表明由于DMSO和ZnO的協(xié)同作用，使固定在ZnO-DMSO修飾電極表面的HRP能進行快速的電子傳遞。另外還發(fā)現(xiàn)固定在ZnO-DMSO修飾電極表面的HRP對H<,2>O<,2>的還原有良好的電催化

4、活性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。 3.研究了固定在ZnO修飾電極表面的GOx的電化學和電催化性能。結(jié)果表明，固定在ZnO修飾電極表面的GOx沒有變性，能進行準可逆的直接電化學反應(yīng)，適量電位為-456 mV。適量電位與溶液pH的線性關(guān)系說明GOx的直接電化學反應(yīng)是一個2電子2質(zhì)子的過程。電子傳遞速率常數(shù)k<,s>為39.2±7.2 s<'-1>，比文獻中報道的值大很多，表明ZnO對GOx的直接電化學反應(yīng)有很好的促進作用。另外還發(fā)現(xiàn)當加入葡萄