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金属纳米粒子具有大的比表面积、高的表面能以及较高的催化活性,广泛应用于传感器的构建。碳纳米管不仅可以给金属纳米粒子的负载提供大的比表面积,而且碳纳米管本身也具有优异的导电性,高的催化活性,以及良好的化学稳定性等特性。因此,碳纳米管和金属纳米粒子可以产生协同效应,为生物传感器各种性能的提高创造了机遇,有效地促进了生物传感器的发展。本文将多壁碳纳米管和金属纳米粒子相结合,构建了三种不同的修饰电极,用于过氧化氢的检测。主要研究内容如下:(1)通过酰胺化反应将离子液体功能化到碳纳米管表面,再采用电化学沉积法将银纳米粒子(AgNPs)沉积在修饰了离子液体功能化多壁碳纳米管(MWCNTs-IL)的玻碳电极表面,从而制得过氧化氢传感器。扫描电镜(SEM)看出,大量小尺寸的银纳米粒子很好地分散在MWCNTs-IL修饰电极表面。电化学实验表明,该传感器对H2O2的还原有很好的催化作用,当H2O2的浓度在1.2×10-8~4.8×10-6mol·L-1范围内时,H2O2的还原峰电流与其浓度的对数呈良好的线性关系,检测限为3.9×109mol·L-1(S/N=3)。此外,我们还讨论了AgNPs/MWCNTs-IL/GCE对H2O2还原反应的催化机理:H2O2先被分散在MWCNTs-IL上的AgNPs催化分解成H2O和O2;随后生成的O2扩散到电极表面发生还原反应,从而被检测。(2)基于上一章的研究发现共价修饰的CNTs具有很好的分散性和稳定性,但功能化步骤较为繁琐,这种共价作用很容易破坏CNTs的结构。因此,本章采用十二烷基硫酸钠(SDS)对多壁碳纳米管进行非共价功能化,以降低MWCNTs表面能,然后再用电化学沉积法将PtNPs负载到MWCNTs-SDS表面。实验结果表明,该传感器对H2O2有较高的电催化活性,并且对H2O2的分析性能也优于其他传感器,具有很宽的线性范围(5.8×10-9~1.1×10-3mol·L-1),低的检测限(1.9×10-9mol·L-1)。此外,该传感器还可以用于生物样品的分析。PtNPs/MWCNTs-SDS/GCE表现出如此优异的分析性能主要是由于MWCNTs-SDS复合物可以作为PtNPs的有效地负载基质,以及PtNPs和MWCNTs之间的协同作用。(3)金-铂纳米粒子(Au-PtNPs)具有大的比表面积,良好的生物相容性,优异的电导性等性能。本章采用电化学沉积法将Au-PtNPs负载在离子液体功能化多壁碳纳米管(MWCNTs-IL)表面,从而制得无酶过氧化氢传感器。并用循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)对修饰电极进行表征。实验结果表明,该传感器对H2O2有较高的催化活性,对H2O2有较好的检测效果,具有较宽的线性范围(1.0×10-9~1.2×10-7mol·L-1),低的检测限(4×10-10mol·L-1),好的选择性和稳定性。