狄拉克納米材料在電分析中的應(yīng)用及電化學(xué)顯微反射光譜成像分析.pdf

1、狄拉克納米材料是指含有狄拉克位點(diǎn)的一類特殊材料。材料中的一些特定位置的電子可形成一種無(wú)有效質(zhì)量的電子氣，必須用狄拉克方程予以描述。石墨烯和拓?fù)浣^緣體均屬于此類材料。由于其特殊的能帶結(jié)構(gòu)，狄拉克材料會(huì)表現(xiàn)出十分新奇的特性，在近年來(lái)引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。本文首先探究了狄拉克納米材料在電分析中，尤其是在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用。論文的主要研究工作有：
　　 1.根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)制備出高質(zhì)量石墨烯，設(shè)計(jì)一款三明治結(jié)構(gòu)生物傳感器。在清理好的玻

2、碳電極表面滴涂上一層石墨烯水溶液，干燥后采用單電位階躍的方法電鍍上一層對(duì)過(guò)氧化氫敏感的普魯士藍(lán)膜，再在其上滴涂上Nafion-石墨烯溶液，干燥后形成既可以保護(hù)普魯士藍(lán)膜又不影響電極導(dǎo)電性的Nafion-石墨烯膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明石墨烯的引入有助于普魯士藍(lán)膜的電沉積，同時(shí)該結(jié)構(gòu)傳感器對(duì)過(guò)氧化氫具有較好的電化學(xué)傳感能力和穩(wěn)定性。其后又于普魯士藍(lán)表面引入葡萄糖氧化酶構(gòu)建出葡萄糖傳感器。該傳感器靈敏度較高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、可用于實(shí)際血清樣品

3、分析。
　　 2.采用共電沉積技術(shù)制備出一種普魯士藍(lán)/拓?fù)浣^緣體Bi2Se3雜化膜。拓?fù)浣^緣體Bi2Se3自身表面金屬態(tài)、體態(tài)絕緣體的性質(zhì)有助于合成出更小尺寸和更致密的普魯士藍(lán)納米顆粒。此雜化膜中的普魯士藍(lán)納米顆粒隨著底液pH的提升，甚至在pH8.0的堿性溶液中都可以保持較高的穩(wěn)定性。這種新奇的膜具有較高的電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)，對(duì)H2O2可以實(shí)現(xiàn)靈敏檢測(cè)，具有低的檢測(cè)限。隨后，采用在雜化膜表面滴涂殼聚糖，葡萄糖氧化酶溶液的方式構(gòu)建了

4、安培法葡萄糖生物傳感器。經(jīng)過(guò)對(duì)此傳感器的考察，發(fā)現(xiàn)該傳感器對(duì)葡萄糖的檢測(cè)效果良好，能夠?qū)崿F(xiàn)人血清樣品的準(zhǔn)確測(cè)定。
　　 其次，為突破傳統(tǒng)光譜電化學(xué)方法的局限性，在獲取電極表面成像信息的同時(shí)不缺失光譜信息，實(shí)現(xiàn)圖譜的同時(shí)解析，設(shè)計(jì)并加工制作出一種適用于電化學(xué)顯微反射光譜成像系統(tǒng)的電化學(xué)接口（電化學(xué)池及配套使用的三電極系統(tǒng)，如固體參比電極等），配合搭建電化學(xué)反射光譜成像分析系統(tǒng)。在該系統(tǒng)上，以比較成熟的金電極電沉積普魯士藍(lán)過(guò)程進(jìn)行研