普鲁士蓝基电极材料的制备及其在电化学传感器中的应用

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近年来,纳米科技的快速发展极大地推动了材料电化学领域的进步,其中普鲁士蓝基纳米材料具有独特的晶体结构、良好的生物相容性和优异的电化学性能,因此被广泛应用在电化学传感器领域。基于此,我们首先以普鲁士蓝(PB)和硫代钼酸铵为前驱体制备了新型复合材料Fe3S4/MoS2并将其用于电化学检测咖啡酸;随后将ZIF-L衍生的碳材料用于促进PB的合成并将其用作邻苯二酚的电化学传感器;最后利用二维过渡金属硫属化物MoSe2促进PB的生成,并将PB/MoSe2用作电极修饰材料来检测多巴胺。具体内容如下:1.我们以普鲁士蓝(PB)和硫代钼酸铵[(NH42MoS4]为前驱体,采用溶剂热法得到Fe3S4/MoS2复合材料,并通过XRD、XPS、SEM以及TEM等分别表征其结构和形貌。随后,将Fe3S4/MoS2负载到玻碳电极(GCE)表面上制备成Fe3S4/MoS2/GCE复合电极并用来电化学检测咖啡酸(CA),并研究了不同前驱体的投入比例对材料电化学性能的影响。结果表明该复合电极在咖啡酸的电化学检测中展示出低检出限、高灵敏度以及宽线性范围等优异的电化学性能。另外,我们使用产自浙江的绿茶作为实际样品,结果表明Fe3S4/MoS2/GCE在其中有接近于100%的回收率,说明该复合电极在咖啡酸的实际检测中拥有巨大的潜力。2.我们在室温下合成了新型二维双金属沸石咪唑酯骨架结构材料Zn/Co-ZIF-L,再以其为前驱体,采用高温热解的手段制备出氮掺杂多孔碳包裹的Zn/Co纳米粒子(Zn/Co@NPC)。随后利用Zn/Co@NPC来促进PB的生成,同时采用紫外可见光谱(UV-vis)加以证明,并通过SEM、TEM、XRD、FT-IR等手段分别对Zn/Co@NPC-PB复合材料进行表征。之后将Zn/Co@NPC-PB/GCE电极用作邻苯二酚(CC)的电化学传感器,并研究了热解条件如热解温度、金属种类、热解时间以及PB的合成时间对于电极电化学性能的影响。电化学测试结果表明该传感器在CC的检测中展现出了较低的检出限、较宽的线性范围以及良好的抗干扰能力。3.我们利用二维过渡金属硫属化物MoSe2来促进PB的生成,采用UV-vis和XPS证明了此过程,并用SEM、TEM、XRD、FT-IR以及一些电化学测试手段表征了复合材料PB/MoSe2。然后我们研究了MoSe2的用量、反应时间对PB/MoSe2电化学性能的影响,并将PB/MoSe2与石墨毡(GF)制成新型复合电极PB/MoSe2/GF用作多巴胺(DA)的电化学传感器。结果表明该DA电化学传感器有着较低的检出限、较高的灵敏度以及宽的线性范围。此外,在人体血清和尿液中实际样品检测中,PB/MoSe2/GF也展示出了较大的应用前景。
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