基于MIL-125(Ti)衍生多孔二氧化钛的光电化学传感器的构建与应用

来源 :广西民族大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhl23
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光电化学(Photoelectrochemistry,PEC)方法主要采用光产生的能量作为激发信号、电信号作为检测信号,这种方法可以使激发信号和检测信号分离,降低背景信号,从而获得很高的灵敏度。该方法具备了设备操作简单,易于微型化,响应速度快,价格低廉等优点,在生物医学和环境监测等不同领域引起了广泛的关注。金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)材料是近几年来受到广泛关注的一类材料,由于具有结构可调控性和类半导体属性,因此在PEC领域引起了研究者的关注。美中不足的是,由于自身光生电子-空穴对的复合效率过快,导致光电转换能力较低从而限制了应用。因此,通过对MOFs材料进行改性不仅可以提高导电性,还可以提高光电转化能力,拓展MOFs材料在PEC传感领域的应用。由MOFs材料MIL-125(Ti)衍生出来的TiO2具有大的比表面积、孔隙结构丰富和无毒害等优点。因此,本文主要研究由MOFs材料MIL-125(Ti)衍生出来的TiO2(M-TiO2)在PEC传感器中的应用,并将其与窄带隙的材料进行结合以提高PEC性能,主要研究内容如下:1.基于多孔二氧化钛-硒化镉量子点复合材料的光电化学传感器用于检测Hg2+本研究通过两步法制备了多孔结构的TiO2(M-TiO2),采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTES)对M-TiO2的表面进行氨基化处理,通过酰胺反应将3-巯基丙酸(MPA)封端的Cd Se QDs共价结合于M-TiO2的表面,制备了一种具有异质结构的M-TiO2-Cd Se QDs复合材料,并基于此复合材料构建了一种新型的Hg2+光电化学(PEC)传感器。研究结果表明,制备的M-TiO2不仅保留了MIL-125(Ti)原有的形貌和结构,而且具有更丰富的孔结构和良好的性能。与M-TiO2相比,M-TiO2-Cd Se QDs复合材料表现出优异的PEC性能,其光电流强度提高至2倍。基于Hg2+对M-TiO2-Cd Se QDs PEC体系光电流强度的选择性抑制作用,构建了一种用于测定Hg2+浓度的新型PEC传感器,其线性响应范围为0.005-5nmol/L,检出限为4.2 pmol/L(S/N=3)。此传感器具有良好的选择性和较高的稳定性。对M-TiO2-Cd Se QDs PEC体系的检测机理进行了探讨,将传感器分别用于对邕江水、自来水以及桶装水进行分析,加标回收率在96%-110%之间。2.基于M-TiO2-Cd Te QDs/Cd S QDs复合材料的光电化学传感器对氯霉素的灵敏检测氯霉素(CAP)因对革兰氏阳性和革兰氏阴性微生物的有效抗菌活性而广泛用于食品工业和畜牧业。但研究表明,它会对人体造成严重的不良反应和副作用。为了能有效地监测CAP的残留,本论文基于M-TiO2-Cd Te QDs/Cd S QDs复合材料制造了一种新颖且简单的用于CAP灵敏检测的PEC传感器。结果表明,制备的M-TiO2不仅保留了MIL-125(Ti)的原始形貌和结构,而且表现出更丰富的孔隙结构和良好的PEC性能。与单一的M-TiO2相比,所制备的M-TiO2-Cd Te QDs/Cd S QDs复合材料表现出优异的PEC性能,光电流强度提高约9倍,这归因于M-TiO2的大表面和Cd Te QDs和Cd S QDs的引入。基于CAP对M-TiO2-Cd Te QDs/Cd S QDs PEC体系光电流强度的选择性抑制作用,构建了一种用于CAP浓度测定的新型PEC传感器。设计的PEC传感器的线性范围为1-140 nmol/L,检出限为0.14 nmol/L(S/N=3)。此外,将该方法应用于牛奶和滴眼液样品中CAP残留物的测定,加标回收率在96.3%-106%之间。3.基于M-TiO2-GO/Cd S复合材料的光电化学传感器对过氧化苯甲酰的灵敏检测通过两步法制备了具有多孔结构的TiO2,并将其与GO/Cd S结合。以M-TiO2-GO/Cd S为基础,制备了一种新颖、简单用于检测过氧化苯甲酰(BPO)的光电化学(PEC)传感器。结果表明,与M-TiO2相比,M-TiO2-GO/Cd S复合材料表现出优异的PEC性能,其光电流强度提高了6倍,这主要归功于M-TiO2的大比表面以及GO和Cd S的引入。基于BPO对M-TiO2-GO/Cd S PEC体系光电流强度的选择性抑制作用,构建了一种用于测定BPO的新型PEC传感器,其线性响应范围为0.006-110mmol/L,检出限为0.32 nmol/L(S/N=3)。该传感器具有良好的选择性和较高的稳定性,将传感器分别用于对挂面、小麦面粉、生粉以及糯米粉进行分析,加标回收率在92%-108%之间。
其他文献
县级巡察制度是一种创新制度,是中国共产党党内巡视制度向基层的延伸,也是党内监督制度的重要组成部分,在党的建设整体布局中具有不可替代的作用。在全面从严治党的背景之下,县级巡察制度一直担负着非常重要的任务,发挥着独有的功能,为实现党内监督全覆盖提供了制度保障。自党的十八大以来,党中央和各地方对县级巡察工作的开展和巡察制度的建设都非常重视,陆续出台了有关县级巡察的办法和意见,巡察工作始终都处于过程之中,
学位
中国共产党的伟大之处在于从不讳疾忌医,敢于坚持真理,修正错误。井冈山时期,以毛泽东同志为代表的中国共产党人纠正党内存在的各种侵蚀党组织发展的错误思想,坚持从国情出发独立自主探索中国革命新道路,毛泽东于纠错实践中形成了一系列对于错误问题的深刻认识,包括正确辨析错误,坚持正确的纠错方法、途径,探索纠错与治病救人的有效机制。其纠错实践具有突出的特点,是坚持原则性与灵活性、现实性与长期性、主动性与针对性的
学位
学位
海鸥优化算法(Seagull Optimization Algorithm,SOA)模拟了海鸥的迁徙和攻击行为而提出的一种新的元启发式算法,具有结构简单,容易操作且效率高等特点。然而,该算法存在容易陷入局部最优、收敛速度慢和计算精度低等不足。因此,本论文针对海鸥优化算法所存在的一些不足进行改进,提出三种不同版本的海鸥优化算法,并应用于解决现实生活中的复杂优化问题,目的是进一步提高SOA算法的搜索性
学位
党的十八大以来,始终把“三农”问题作为全党工作的重中之重,国家持续加大强农惠农富农政策力度,扎实推进农业现代化和新农村建设,农业农村发展取得了历史性成就,而在这其中农业科技园区发挥着重要的作用。近年来,广西农业科技园区发展情况逐年向好,但目前仍与其他发展较好的省份有一些差距。为了广西农业科技园区进一步健康快速发展,充分发挥科技支撑引领作用,开展了本论文研究,以便为领导决策和园区建设优化升级提供参考
学位
本文主要针对具有时滞的分数阶正系统、T-S模糊分数阶系统进行研究,具体研究内容如下:第一章主要介绍两类分数阶系统的研究背景以及国内外研究现状.第二章重点研究由N(N≥2)个子系统组成的分数阶线性时滞系统(FOLTDSs)的正性和渐近稳定性.首先,给出保证FOLTDSs正性的充分必要条件.利用拉普拉斯变换方法得到所研究系统的解,可以观察到FOLTDSs的正性完全由矩阵的级数决定,并且与时滞的大小无关
学位
学位
近年来,高效有机电致发光器件(OLED)已成为材料科学和显示领域的研究热点。过渡金属配合物特别是环金属配合物发光材料在OLED磷光发射材料中占有重要地位。在过去的二十年里,含有N-杂环卡宾(NHC)的过渡金属配合物研究经历了快速发展,其在医药和化学催化中的重要作用使其受到了广泛关注。除此之外,此类化合物因其具有良好的磷光性能,并且能够通过配体调控实现发射波长的选择从而逐渐成为当前有机发光二极管研究
学位
我国对档案馆在政府中的定位的研究观点主要是档案馆是政府决策的智慧库,可为政府决策提供支持,鲜有学者针对政府信息需求,分析档案馆在政府信息需求保障中的定位。在文献研究法、调查法、跨学科研究法的基础上,分析档案馆保障政府信息需求的必要性与意义,从政府信息需求及其特点和档案馆信息资源及其特点入手,分析档案馆面向政府需求的信息供求关系,指出档案馆面向政府信息需求的应有定位是政府信息需求保障中心,并探讨档案
学位
不确定规划是运筹学的重要分支,它是指目标函数或约束函数含有不确定参数的一类优化问题,这类问题广泛的存在实际优化问题中.区间值优化是求解的不确定优化问题的重要方法之一,可以有效的处理含不确定参数的优化问题.最优性条件对区间值规划解的存在性研究起着至关重要的作用,它是构造多种求解算法的理论依据.本文主要研究区间值规划的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、近似Karush-Kuhn-Tu
学位