新型生物電化學(xué)H2O2傳感器構(gòu)建與性能研究.pdf

1、近年來，食品分析、醫(yī)學(xué)檢驗、工程控制和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域?qū)^氧化氫(H2O2)的檢測需求不斷提高，開發(fā)高效快速、高靈敏度、低成本的H2O2傳感器具有十分重要的意義。本文以生物電化學(xué)系統(tǒng)中的微生物燃料電池技術(shù)(MFC)為基礎(chǔ)，構(gòu)建新型H2O2傳感器。分別以石墨電極(GE)和納米氧化錳鉆石墨電極(CoMn2O4@GE)作為陰極材料，對傳感器性能進(jìn)行實驗研究。分析比較不同陰極材料的電化學(xué)性能，對傳感器運行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，測試了傳感器的靈敏度與可靠

2、性，并研究環(huán)境干擾因素對傳感器性能的影響規(guī)律。實驗得出以下結(jié)論:
　　(1)以GE為陰極材料，分別搭載陰、陽離子交換膜(AEM、CEM)構(gòu)建H2O2傳感器。傳感器運行的最佳pH為7.0，流速為5mL min-1，外阻為500、300Ω。使用不同離子交換膜時，傳感器響應(yīng)電流與H2O2濃度對數(shù)值之間均具有良好的指數(shù)相關(guān)關(guān)系，檢測靈敏度可達(dá)107.2μA mM1，選擇性及穩(wěn)定性良好。與陰離子交換膜相比，采用陽離子交換膜的傳感器響應(yīng)電流更

3、高，相同條件下，響應(yīng)電流可比采用陰離子交換膜的傳感器高33％。
　　(2)CoMn2O4@GE復(fù)合材料可以更高效地促進(jìn)離子和電子遷移，提升傳感器靈敏度。以CoMn2O4@GE為陰極材料，搭載陽離子交換膜(CEM)構(gòu)建H2O2傳感器。傳感器運行的最佳pH為7.0，流速為5mL min-1，外阻為500、300Ω。傳感器響應(yīng)電流與H2O2濃度對數(shù)值之間有著良好的線性相關(guān)關(guān)系，檢測靈敏度可達(dá)6.9μA mM-1，選擇性及穩(wěn)定性良好，且優(yōu)