电化学快速合成UiO-66及构建电化学传感器检测Cd^(2+)

由于目前合成UiO-66需要高温和长时的苛刻条件,本文采用电化学方法,在无需添加锆盐、常温和2 h的条件下快速合成出UiO-66,并用其制备UiO-66/玻碳电极(GCE)构建电化学传感器检测Cd^(2+)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、 X射线衍射(XRD)和比表面积(BET)的表征及分析可知,合成的UiO-66为菱形十二面体结构,结晶度良好,比表面积较大,可达到1 054.455 m^(2)/g,总孔隙体积为0.709 cm3/g。同时,探索出最佳检测条件为:NaAc-HAc缓冲溶液pH值为5、富集电压为-1.0 V、富集时间为120 s。在最佳检测条件下,基于UiO-66构建的电化学传感器对Cd~(2+)的检测灵敏度为4.10 AM^(-1),最低检测限为0.037μM,显示出较好的检测Cd^(2+)性能,并且具有良好的重现性、稳定性和抗干扰性。回收实验表明,检测实际汾河水样效果良好。

基于Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)-全氟磺酸纳米复合材料的铅离子电化学传感器

采用Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)-全氟磺酸复合材料修饰玻碳电极(GCE),基于电化学传感原理,使用阳极方波伏安法检测水中微量的铅离子。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、Raman光谱分析仪和X射线光电子能谱仪(XPS)进行物理表征。结果表明Fe_(3)O_(4)已较均匀地分布在MoS_(2)上。为了得到良好的实验效果,优化醋酸盐(Hac-NaAc)缓冲溶液的pH值为3.6,最佳沉积时间为120 s,最佳沉积电位为-0.6 V,在滴加5μL的Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)和5μL的全氟磺酸条件下进行测试,实验结果表明在0.1~0.6μmol·L^(-1)铅离子浓度范围,Fe_(3)O_(4)-MoS_(2)-全氟磺酸-GCE传感器的线性度良好,灵敏度和检测限分别为25.05μA/(μmol·L^(-1))和0.11μmol·L^(-1)。该检测方法快速便捷,具有低成本、高效率和易操作的特点。

TiO_(2)复合纳米材料在电化学酶传感器中的应用

近年来,生物传感器逐渐普及到各领域,如食品检测、生物医疗、化学分析等。随着纳米技术领域的快速发展,通过将各种纳米技术应用到电化学酶传感器,促进电化学酶传感器向全新方向发展。目前,纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应等特征,与其他材料相比较,其具有光、磁、电等突出表现。在生物传感器方面,要求电极材料具有良好的导电性和相容性,能同步负载大量的生物酶分子,提高生物酶分子与电极间的传递效率,缩短效应时间,提高传感器的灵敏度,从而实现传感器性能最佳化。

NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜电化学研究

PCB板(印刷电路板)剪裁铣削渣中含有金属铜和铝,且塑料含量高,采用电化学溶解隔膜电积工艺可以实现铜的剥离并得到高品位阴极铜。该工艺具有流程短、电流效率高、产品纯度高等优点,具有广阔的应用前景,但其电化学机理尚不明确,本文以PCB制造过程中产生的含铜固废作为阳极,采用钛板为阴极,在NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中采用隔膜电解工艺进行了一系列试验,包括不同铵盐体系、氨/硫酸铵体系中不同电极、氨/硫酸铵体系不同电解液组成的电化学行为曲线以及NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系电沉积铜的控制步骤、成核机理等。结果表明,氨/硫酸铵体系中电积铜的起始还原电位最低,电积时电耗较低,且该体系中氢的析出电位均较负,可避免因析出氢气降低阴极电流效率的副反应;NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中Cu^(2+)在钛电极表面的电沉积反应为不可逆过程,且为双电子一步转移过程,控制步骤为扩散控制;Cu^(2+)在钛电极上的成核机理接近于瞬时成核。该研究成果可为NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜工艺提供理论参考。

碳布基树枝状PbO_(2)在H_(2)O_(2)电化学传感器中的应用

碳布支撑的树枝状PbO_(2)复合电极制备过程简单、成本低、电化学性能良好,为H_(2)O_(2)的检测提供了一种简便可行的途径。文章利用电化学沉积法,通过控制沉积方式和沉积条件,获得了碳布支撑的树枝状PbO_(2)电极(CC-dendritic PbO_(2))和聚集状PbO_(2)电极(CC-agglomerated PbO_(2)),并作为H_(2)O_(2)电化学传感器的电极使用。结果表明:相较于CC-agglomerated PbO_(2),CC-dendritic PbO_(2)对H_(2)O_(2)具有良好的电化学催化活性和选择性,其线性响应范围为5×10^(-6)~1.19×10^(-2)mol/L,检测限为0.781μmol/L(S/N=3);基于这一电极所构建的电化学传感器可以实现实际环境水样中H_(2)O_(2)的检测。

基于p-n异质结CuO/TiO_(2)复合物高效的载流子分离能力构建超灵敏AFP光电化学分析

将TiO_(2)纳米粒子与Cu(pta)MOFs复合,通过高温煅烧策略制得CuO/TiO_(2)复合物.在最优实验条件下,基于复合物对可见光更强的吸收利用效率,CuO/TiO_(2)修饰的ITO电极展现出显著的光电化学(PEC)响应信号,其光电流值(59.4μA)分别是单组分TiO_(2)和CuO粒子的15.5和7.4倍.线性扫描伏安法(LSV)测试结果证实CuO/TiO_(2)/ITO电极比CuO和TiO_(2)材料具有更大的LSV响应强度.这可归因于获得的薄片层状CuO粒子及其兼有的多孔隙特征促进了光的多重散射/反射效应,同时CuO/TiO_(2)复合材料具有的典型p-n异质结构(能级带隙匹配)大幅促进了光生电荷载流子(e^(-)/h^(+))的分离与转移.选用戊二醛(GA)作为交联手臂分子,通过温和的醛胺反应将壳聚糖(CS)和anti-AFP抗体组装于CuO/TiO_(2)/ITO电极表面,再用牛血清蛋白(BSA)封闭活性位点,构建出PEC传感平台(BSA/anti-AFP/GA-CS/CuO/TiO_(2)/ITO),实现了对不同浓度甲胎蛋白(AFP)的高灵敏检测(检出限达到2.63×10^(-4) ng/mL).制备的传感电极同时展示出良好的稳定性和选择性.

基于AuPt/β-CD-RGO构建的H_(2)O_(2)电化学传感器性能研究

在水相中制备β-环糊精修饰氧化石墨烯(β-CD-GO),并采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对材料进行表征。利用恒电位电沉积技术将β-CD-GO电还原到玻碳电极(GCE)表面,以制备β-环糊精修饰还原氧化石墨烯(β-CD-RGO)修饰GCE;以β-CD-RGO修饰GCE为工作电极,进一步采用恒电位电沉积技术将Au与Pt纳米粒子共同电沉积到β-CD-RGO修饰GCE表面,得到AuPt/β-CD-RGO修饰GCE,即过氧化氢(H_(2)O_(2))电化学传感器。基于AuPt/β-CD-RGO修饰GCE,文章采用循环伏安法研究H_(2)O_(2)的电化学行为,并探索电沉积时间对H_(2)O_(2)电催化活性的影响,以期为纺织等行业H_(2)O_(2)电化学检测方法的建立提供依据。

基于蛋白质-RuO_(2)纳米颗粒构建电化学免疫传感器超灵敏检测甲胎蛋白

本文采用蛋白质牛血清白蛋白(BSA)为模板,绿色合成稳定、生物相容性好的金属氧化物纳米材料(BSARuO_(2)),基于此构建了一种夹心型免疫传感器,实现甲胎蛋白(AFP)的超灵敏检测。

基于聚吡咯/TiO_(2)纳米管阵列的邻苯二甲酸二乙脂分子印迹光电化学传感器

以邻苯二甲酸二乙酯(DEP)为模板分子,以吡咯为功能单体,在阳极氧化制备的TiO_(2)纳米管阵列(TiO_(2) NTs)中,通过电聚合法沉积分子印迹聚吡咯(MIP-PPy),构建MIP-PPy/TiO_(2) NTs传感器,用于光电化学检测DEP。采用恒电位i-t曲线和交流阻抗法研究了光电化学传感器的性能。结果表明:MIP传感器对DEP分子表现出优异的光电化学响应和识别能力,在含0.5 mg/L DEP的0.1 mol/L Na 2 SO 4水溶液中,MIP-PPy/TiO_(2) NTs修饰电极的光电流变化明显大于非印迹PPy/TiO_(2) NTs(NIP-PPy/TiO_(2) NTs)修饰电极。MIP-PPy/TiO_(2) NTs传感器的光电流与DEP浓度在0.05~2.80 mg/L范围内呈良好的线性关系,线性方程I(μA)=1.026+1.156 c(mg/L),检出限为0.02 mg/L(S/N=3)。

聚乙烯吡咯烷酮辅助合成NiCo_(2)O_(4)微球及其电化学性能研究

为了制备比电容高、循环稳定性良好的电极材料,采用以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂辅助共沉淀法制备了尖晶石型NiCo_(2)O_(4)微球,并探究了表面活性剂PVP的添加量、碱源对NiCo_(2)O_(4)电极材料电化学性能的影响。研究结果表明,当PVP添加量为1.5 g、碱源为NaOH时,所制备的NiCo_(2)O_(4)电极材料具有最佳的电容性能;在电流密度为1 A/g时,比电容达到642.8 F/g。同时,经恒电流充放电循环1000次后,比容量保持率为73.6%,显示出较好的循环稳定性。

CuS@MnO_(2)核壳材料的制备及其在多巴胺电化学传感器中的应用

通过水热法制备了CuS纳米笼@MnO_(2)纳米片核壳材料,笼状结构作为支撑载体为材料提供坚固的骨架,避免了片层结构的团聚。将CuS纳米笼@MnO_(2)纳米片/玻碳电极用于对多巴胺浓度检测,结果表明,CuS纳米笼@MnO_(2)纳米片/玻碳电极在0.02~8.78μmol/L和13.78~112.78μmol/L两段线性范围内的灵敏度分别为619.9μA/[mmol/(L·cm^(2))]和318.7μA/[mmol/(L·cm^(2))]。复合材料电极的灵敏度显著优于单一组分的MnO_(2)纳米片/玻碳电极和CuS纳米笼/玻碳电极,且具有优异的选择性、重复性以及较好的稳定性。

电化学沉积Cu_(2)O薄膜的制备及性能研究

利用电化学沉积法,以醋酸铜和醋酸钠为电解质溶液,在铟锡氧化物(ITO)导电玻璃表面制备了Cu_(2)O薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)分别对Cu_(2)O薄膜的物相、微观形貌和光学性质进行了表征。并在光照的条件下,测试了Cu_(2)O的光电流谱,评价了Cu_(2)O薄膜的光电化学性能和光催化降解亚甲基蓝的活性。

基于FTO-PANI-Pt/Fe_(2)O_(3)的新型电化学传感器快速检测过氧化氢

当过氧化氢(H_(2)O_(2))超过一定量时,容易造成环境污染及生物体受损乃至致死。因此,简单、灵敏的H_(2)O_(2)检测方法的开发十分重要。本项目合成铂/三氧化二铁(Pt/Fe_(2)O_(3)),将其与聚苯胺(PANI)滴涂在FTO电极上,首次得到FTO-PANI-Pt/Fe_(2)O_(3)复合电极,成功构建了一种检测H_(2)O_(2)的新型电化学传感器。在最佳优化实验条件下,实现了H_(2)O_(2)的定量检测,其线性范围为0.2~3.6 mg/mL,检出限为0.4 mM(S/N=3),最佳响应时间为3 min。同时,该传感器展现出良好的选择性和重现性,也能用实际样品的测定。

基于PBP2a特异性识别的电化学免疫传感器检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌

目的构建一种高性能的电化学免疫传感器用于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)检测。方法制备MWCNT-PDA-AuNPs纳米复合物修饰至金电极表面,将MRSA标志蛋白PBP2a的抗体连接于纳米复合物表面,用牛血清白蛋白(BSA)封闭非特异性位点,得到一种检测MRSA的电化学免疫传感器。通过对传感器构建过程关键因素的考察确定最优条件,考察其线性范围及检出限,最后对传感器性能进行评价。结果通过CV、EIS表征分析确定传感器的成功构建;明确最优构建条件为:MWCNT-PDA∶AuNPs混合比例为1∶2,材料干燥温度为37℃,抗体孵育时间为1 h,样本孵育时间为30 min;MRSA在20 CFU/ml~2.0×10^(7)CFU/ml范围内浓度对数值与DPV峰电流值呈良好的线性关系,回归方程为I(μA)=-6.72lgC+84.26(R^(2)=0.9878),检出限为1 CFU/ml;传感器不易被杂质蛋白干扰,其对低、中、高浓度MRSA重复测定结果RSD分别为4.18%、3.59%、4.38%(n=8),保存20 d内,传感器电信号不低于初始的92%;传感器对低、中、高浓度MRSA样本检测回收率与平板计数法基本一致。结论该电化学免疫传感器构建简便,检测迅速、准确,灵敏度高,具有良好的特异性、重复性和稳定性,可以作为MRSA临床检测的备选方法。

溶胶凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜固定辣根过氧化酶的H_2O_2电化学生物传感器的研制

利用溶胶 凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机复合杂化膜,用于对辣根过氧化酶进行固定,制得测定H2O2的电流型生物传感器。以1mmol/LK4Fe(CN)6作为电子媒介体。研究了各种因素如壳聚糖与二氧化硅的比率、pH、温度、工作电位等对传感器响应电流的影响。计时电流法测定H2O2的线性范围为2.0×10-6～6.8×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。测得酶催化动力学参数米氏常数Km=0 87mmol/L。用该法对实际样品进行了测定。

NH2-MIL-125(Ti)/TiO2纳米复合材料分子印迹光电化学传感器的构建及测定蔬菜中毒死蜱

以NH2-MIL-125(Ti)/TiO2纳米复合材料为载体,毒死蜱为模板分子,戊二醛为交联剂,采用电聚合的方法合成了毒死蜱分子印迹聚合物膜,并以此印迹膜构建光电化学传感器,采用电流-时间法(I-t)对蔬菜中毒死蜱进行检测,结果表明在1.0×10^-8~2.0×10^-6 mol/L浓度范围内与峰电流线性良好,相关系数为R^2=0.992 3,检测限为2.0×10^-9 mol/L,并且具有较高的选择性识别能力、良好的再生性和稳定性。方法实现了蔬菜样品中痕量毒死蜱的检测。

高选择性H_2O_2电化学发光传感器的研制及分析特性研究

提出了基于鲁米诺和醋酸纤维素修饰碳糊电极构建H2O2电化学发光传感器的新方法。在最佳实验条件下,该传感器具有重现性好,抗干扰能力强和选择性好等优点,H2O2浓度在4.0×10-6～4.0×10-5mol L范围内与相对电化学发光强度呈线性关系。该方法测定H2O2的检出限为1.6×10-6mol L,相对标准偏差为1.4%,相关系数为0.9978。

基于硫掺杂的钨酸铋缺陷型纳米材料Bi_(2)WO_(6-X)S_(X)的光致电化学生物传感器

以掺硫的钨酸铋(Bi_(2)WO_(6-x)S_(x))为底物材料,利用目标物诱导酶辅助双信号扩增策略,构建了一种用于检测肿瘤标志物microRNA-141的光电化学(PEC)生物传感器。结果表明,S掺杂引入的缺陷可以改变Bi2WO6的能带结构,有效地提高电荷分离效率,从而提高光电性能。有缺陷的Bi_(2)WO_(6-x)S_(x)产生了显著增强的PEC信号,用于构建超灵敏的传感平台。此外,在目标物诱导双信号放大策略的帮助下,可以将少量目标物转化为多重产物DNA,进而将二氧化硅纳米颗粒固定在光电极上形成SiO_(2)-DNA纳米簇,从而降低光电流。构建的PEC生物传感器在1 fmol/L~10 nmol/L范围内表现出对于microRNA-141的优异检测性能,检测下限(LOD)为0.3 fmol/L。

基于Nafion共固定Pt/PEDOT/MWCNTs复合材料和辣根过氧化物酶电化学H_2O_2生物传感器

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,采用改进的一步化学合成法制备了Pt/聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)/MWCNTs复合材料,以Nafion共固定此复合材料和辣根过氧化物酶(HRP)从而研制出性能优良的生物传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对制得的复合材料进行表征,同时通过循环伏安法详细探讨了该传感器对H2O2的响应性能。结果表明,固定的HRP仍能维持其结构和生物活性,并进行有效和稳定的直接电子转移。该方法由于使用了载体MWCNTs及NaBH4的进一步还原过程,明显增强了传感器对H2O2的电催化活性。在优化条件下,该传感器对H2O2在0.008～1.8mmol/L浓度范围内成线性相关,检出限为0.4μmol/L,且具有良好的重现性、稳定性和选择性。

基于纳米TiO2和金纳米星的光电化学适配体传感器检测Hg2+的研究

构建了一种适配体修饰的Hg^2+传感器,以氧化铟锡(ITO)导电玻璃为基底电极,纳米TiO2为光电活性材料,通过金纳米星固定特异性识别单元巯基修饰适配体。当适配体特异性识别Hg^2+时,适配体富碱基T序列与Hg^2+结合形成折叠的发卡结构,传感器界面发生改变从而实现Hg^2+定量分析。采用时间-电流法、交流阻抗法等电化学方法对所构建的传感器检测性能进行研究。实验结果表明,在优化实验条件下,该方法用于检测Hg^2+的线性范围为1.0×10^-9~5.0×10^-7 mol/L,检测限为3.1×10^-10 mol/L。该传感器制备过程简单,具有较高的检测灵敏度,较高的稳定性和可重复性。