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本论文利用离子注入技术,将氨基离子与余离子直接注入电极表面,制得有机官能团离子注入修饰电极(NH2/ITO)和金属离子注入修饰电极(Au/GC)。利用X射线光电子能谱(XPS)、水接触角(WCA)、扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法(CV)等方法对注入离子进行了临控和表征。纳米金粒子(AuNPs)、纳米铂粒子(PtNPs)的独特性质与离子注入技术的结合实现了GOD的电化学行为的研究及提高了对小分子的电化学催化性质,为电化学传感器的研究提高了新策略。 1.纳米铂修饰氨基离子注入ITO电极的电化学研究将氨基离子以80 keV的注入电压,5.0×1015 ions cm-2的剂量注入ITO薄膜玻璃的表面制得氨基功能化的NH2/ITO基体。利用XPS和WCA实验对注入的氨基基团进行表征。利用静电吸引作用将PtNPs固定于NH2/ITO基体表面制得PtNPs/NH2/ITO基体。利用SEM分析技术发现氨基离子注入能够极大提高PtNPs在ITO基体表面的固定量。氨基离子注入技术摆脱了长链线性分子的束缚,为PtNPs与ITO基体的连接提供了新思路。PtNPs/NH2/ITO电极对甲醇表现出良好的电催化活性,可以将其应用于燃料电池。 2.葡萄糖氧化酶在纳米金修饰氨基粒子注入ITO电极的电化学行为及其应用将氨基离子以80 key的注入电压,1×1016 ions cm-2的剂量注入ITO薄膜制得氨基功能化的NH2/ITO薄膜。利用XPS谱图和WCA实验证实氨基基团的注入。利用静电吸引作用将AuNPs固定于NH2/ITO基体表面形成AuNPs/NH2/ITO基体表面,利用SEM表征AuNPs在NH2/ITO基体表面的分散程度和形貌。AuNPs/NH2/ITO电极为GOD的固定提供良好的生物包容性环境,制得GOD/AuNPs/NH2/ITO电极。利用循环伏安实验研究电极上GOD的电化学行为,发现该电极过程是受吸附控制的准可逆过程。该生物传感器对葡萄糖具有良好的电催化活性,工作范围为1.1×10-5 M-2.0×10-3 M,检测限为3.0×10-6 M(S/N=3)。 3.金离子注入GC电极的研制及其电化学应用将金离子以20 kev的注入电压,1.8×1017 ions cm-2的剂量注入GC基体制得金功能化的Au/GC基体。利用XPS确认注入的金离子的存在。利用SEM表征金离子Au/GC基体的表面形貌,发现注入的金离子以AuNPs的形式存在。利用循环伏安实验研究Au/GC电极的电化学性质和对NO的电化学响应,结果显示注入的金离子表现出AuNPs的特性,并且对于NO具有良好的电催化响应。