基于靜電紡絲技術的微納材料制備及其電化學傳感應用.pdf

1、近年來，因為一維納米結構材料如納米管、納米線、納米纖維等具有基礎的科學研究和潛在的技術應用而吸引了很多科研人員的興趣，并且在催化、傳感技術、過濾以及醫(yī)學等領域得到了廣泛的應用。靜電紡絲技術是一種簡單和高效的能夠獲得連續(xù)的微米級別以下高分子復合纖維的方法，也可把高分子及無機鹽的復合纖維焙燒后得到無機納米纖維。這種纖維具有很小的納米尺寸的直徑、大的比表面積以及較高的孔隙率等優(yōu)點。本論文構筑了基于靜電紡絲技術的新型電化學傳感器，主要研究內(nèi)容有

2、：
　　1.利用靜電紡絲技術在氧化銦錫（ITO）電極上制備了納米金-殼聚糖-聚乙烯醇復合納米纖維（AuNP-CS-PVA）。采用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）對纖維形貌進行了表征，CS-PVA纖維呈現(xiàn)良好的網(wǎng)狀結構，納米金粒子均勻附著于纖維膜中。利用物理吸附作用將血紅蛋白(Hb）負載于纖維膜中，制備成Hb/AuNP-CS-PVA/ITO電極。采用循環(huán)伏安法（CV）和計時電流法（IT）研究了雙氧水（H2O2）在該修飾電極上的

3、電催化還原作用。檢測結果表明該電極對H2O2響應靈敏，響應電流與其濃度在5.6×10?7~5.2×10?2 mol/L內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關系，檢出限低至1.98×10?7 mol/L。
　　2.運用恒電位沉積法將普魯士藍（PB）從單一的鐵氰化物酸性溶液中電沉積到ITO電極上，繼而在電極表面覆蓋CS-PVA電紡纖維膜，防止PB膜脫落。CS中含有的－NH2的緩沖作用改善了PB的酸堿穩(wěn)定性，使得PB膜在中性及弱堿性溶液中能表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定

4、性。利用靜電吸附作用將葡萄糖氧化酶（GOD）附著于纖維膜中，制備成一種新型的葡萄糖傳感器（GOD/CS-PVA/PB/ITO）。該修飾電極的循環(huán)伏安信號展示了普魯士藍的特征氧化還原峰，其對葡萄糖的氧化產(chǎn)物H2O2具有良好的電催化作用。纖維膜中負載的GOD在催化過程中表現(xiàn)出良好的生物親和力，其米氏常數(shù)為1.06 mmol/L，對葡萄糖的檢出限為3.61×10?7 mol/L。
　　3.在鉑電極表面附著一層Cu(Ac)2-Zn(Ac)

5、2-PVA電紡纖維膜，經(jīng)過焙燒過程，獲得了一種新型的無酶葡萄糖傳感器（CuO-ZnO/Pt）。用SEM及傅里葉紅外光譜（FT-IR）對該纖維膜進行了形貌與結構表征，CuO-ZnO呈現(xiàn)均勻的網(wǎng)狀纖維結構，Cu(Ac)2-Zn(Ac)2-PVA已成功分解成CuO-ZnO。采用CV和IT研究了葡萄糖在該修飾電極上的電催化氧化作用。在最佳實驗參數(shù)下，運用CuO-ZnO/Pt傳感器對葡萄糖進行了定量分析，結果表明峰電流與其濃度在8.00×10–7

6、~3.88×10–3 mol/L內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關系，檢出限為1.26×10–7 mo l/L。
　　4.在鉑電極表面原位合成磷鎢酸（PWA）-ZnO復合纖維膜，成功制備了多巴胺（DA）無酶型傳感器（PWA-ZnO/Pt）。采用SEM、FTIR及X射線衍射技術（XRD）對纖維膜的形貌、結構與組份進行了表征，纖維形貌良好，PWA高度分散于ZnO纖維中，且PWA與ZnO在焙燒后均保持原有的特征結構。用CV法對該修飾電極的電化學行為進行