基于改性氧化锌材料的电化学传感器研究

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本论文使用沉淀法制备氧化锌(ZnO)纳米花随后对丝网印刷电极(SPE)进行修饰,并以此为基底提出使用氧等离子体技术处理ZnO电极用于对多巴胺(DA)和双氯芬酸钠(DS)的同时检测。同时提出了使用高温退火法制备氧化锌金属有机框架(ZnO MOF)衍生物,并以此为基底修饰电极用于电化学传感器实现对DA和对乙酰氨基酚(PAR)的同时检测。本论文主要内容如下:1、首先介绍了电化学传感器的分类和应用;随后讲述了ZnO纳米材料及其研究现状;其次概括了氧等离子体技术及其发展前景;接着阐述了MOF衍生物及ZnO MOF衍生物的发展前景;最后总述了本论文的研究意义、研究内容及创新点。2、本工作使用沉淀法制备了ZnO纳米花,并使用氧等离子体技术处理ZnO丝网印刷电极(SPE)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)证明所制备的材料为纯ZnO且为纳米花状结构。通过X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证了氧等离子体处理的成功。3、通过循环伏安法(CV)使用氧等离子体修饰的ZnO电极对DA和DS进行同时检测。结果显示,DA和DS的线性范围分别为0.1-300和0.01-40μM,检出限为0.28和0.11μM,灵敏度分别为0.26和0.37μAμM-1cm-2,均表现出优良的电化学性能;同时具有良好的扰干扰性、稳定性和重复性。4、本文使用高温退火法制备ZnO MOF衍生物修饰电极用于对DA和PAR的同时检测。首先通过SEM、XRD、TEM和高分辨拉曼光谱(Raman)对材料进行表征,结果验证了ZnO MOF衍生物的成功制备。其次经CV测试检测结果表明,ZnO MOF衍生物修饰的电极不仅实现了对DA和PAR的同时检测,并进一步提升了电化学性能。DA和PAR的线性范围都为0.1-300μM,检出限分别为0.18和0.41μM,灵敏度分别为0.402和0.28μAμM-1cm-2;同时具有良好的抗干扰性和稳定性。综上所述,本研究不仅提供了新的ZnO表面改性方法和ZnO制备工艺,同时为使其可能成为用于药物检测和人体健康监测的新检测技术提供了新思路。
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