多孔金基分子检测电极的制备及其传感性能研究

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环境污染已成为人类共同面对的挑战,开发新的环境污染物检测手段成为目前人们关心的问题。电化学传感器具有生产成本低、设备小巧和操作简单的特点,在即时检测上有很大应用潜力。纳米多孔金属由于独特的纳米多孔结构及金属自身特殊的性质,在电化学传感领域有着重要的应用,其中以纳米多孔金为代表。本文探究了在硫酸和氯化钠混合溶液中去合金制备纳米多孔金的工艺,并在此基础上在纳米多孔金上负载不同的活性催化材料,制备了不同的多孔金基分子传感电极。本文的工作内容主要为以下三部分:(1)探究了在硫酸和氯化钠混合溶液中去合金的不同参数对纳米多孔金形貌和电化学性能的影响,调节腐蚀电位、腐蚀溶液中氯化钠的浓度,制备了一系列纳米多孔金电极,通过SEM、XRD和电化学测试对所制备纳米多孔金进行测试后,确定了最佳的去合金工艺参数;(2)设计并制作了钯纳米颗粒修饰纳米多孔金(Pd/NPG)的三电极集成传感器器件(Pd/NPG-SITEs),该便携式Pd/NPG-SITEs传感器器件对4-氨基苯酚和扑热息痛表现出良好传感特性,对4-氨基苯酚,其检测灵敏度为0.58 μA μM-1、检测限为0.13 μM(S/N=3)、检测线性范围为2 μM至300 μM,对扑热息痛,其检测灵敏度为0.28 μA μM-1、检测限为0.05 μM(S/N=3)、检测线性范围为5μM至600 μM,同时Pd/NPG-SITEs具备良好的抗干扰性、优异的再现性和稳定性,为未来传感器的微型化提供了思路;(3)成功在碳纸基底上制备了钯-二氧化铈纳米复合材料(Pd@CeO2)修饰的纳米多孔金(Pd@CeO2/NPG/CFP)电极,该电极对4-氨基苯酚显现出了很好的传感性能,其灵敏度高达75.4 μA μM-1、检测限低至4 nM(S/N=3),线性范围宽度为0.03 μM至9μM,抗干扰性、再现性、重复性和稳定性良好,有望推广到实际应用中。
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