钛基非晶合金制备纳米结构材料及其葡萄糖催化性能的研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peterstone138
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当前,糖尿病正逐渐成为世界性的疾病,越来越多的人被糖尿病困扰。目前血糖浓度的检测主要是利用酶类葡萄糖传感器,但葡萄糖催化酶容易受到温度、湿度和PH值的影响而发生变质,导致测量结果的不准确。因此,无酶葡萄糖传感器的发展受到了研究者广泛关注。纳米结构金属及金属氧化物因具有大的比表面积、优异的导电性及催化性能而被广泛研究,并应用在无酶葡萄糖传感器方面。本文主要利用Ti60Cu40、Ti60Cu38Ag2以及Ti60Cu38Au2三种非晶合金条带为前驱体,在恒电位阳极氧化下制备得到具有不同结构特征的纳米结构材料,并利用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)测试其对葡萄糖的催化氧化特性,具体研究内容如下:(1)以Ti60Cu40非晶合金条带为前驱体,在恒电位阳极氧化条件下研究了NH4F浓度和H2O含量对其表面形貌的影响,发现在0.2 wt.%NH4F+2.0 vol.%H2O的乙二醇中阳极氧化获得规则有序管径为22 nm的Ti-Cu-O纳米管结构;电化学行为研究表明,该纳米管具有优异的葡萄糖催化活性,其检测范围在10μM-0.2 mM区间时,灵敏度为403.9μA·cm-2·mM-1,检出限为1.40μM(S/N=3),并对UA(尿酸)、AA(抗坏血酸)有良好的抗干扰性;(2)以Ti60Cu38Ag2非晶合金条带为前驱体,研究了不同电压10 V、15 V、20 V和25V以及不同时间18 s、1 min、2 min、3 min、5 min和30 min对纳米管形貌的影响;电化学行为研究表明,微量Ag的添加有效提高了葡萄糖催化氧化峰电流密度,?I≈1.4 mA?cm-2,其检测范围在0.1 mM-1.3 mM时,灵敏度为30.5μA·cm-2·mM-1,检出限为22.4μM(S/N=3);(3)以Ti60Cu38Au2非晶合金条带为前驱体,在不同电压(5-20 V)下阳极极化后,可获得Au-Cu纳米多孔结构;并利用CV和CA研究了其对葡萄糖的催化氧化性能,研究发现该结构具有快速的葡萄糖催化电流响应,其在检测范围为1 mM-10 mM时,灵敏度约为31μA·cm-2·mM-1,检出限为46μM(S/N=3);同时,Au-Cu纳米多孔结构对UA、AA具有良好的抗干扰性。
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