人体唾液葡萄糖生物传感器

通过戊二醛交联法将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在二茂铁(Fc)修饰的薄膜金电极上,制备了一种可用于检测人体唾液中葡萄糖含量的生物传感器。研究了不同扫描速度下二茂铁的电化学行为,以及工作电压、戊二醛浓度和酶固定量对传感器响应特性的影响。结果表明,利用戊二醛交联法制备的传感器检出限低、检测范围宽。在0~2 200μmol/L的葡萄糖标准浓度范围内,传感器灵敏度为21.45nA.μmol-1.cm-2(相关系数r=0.991 2),检出限为1μmol/L,响应时间5s。该结果可实现对唾液葡萄糖的检测,进而有望实现对血糖的检测。     

硫醇自组装多晶金表面AFM图像的分形研究

本文针对多晶粗糙电极表面自组装膜（SAM）体系,提出了利用原子力显微镜（AFM）相图分形维数进行表征的新方法。首先对自组装多晶金电极进行了交流阻抗测试,结果表明随着乙醇自组装液中十二烷基硫醇（C12SH）浓度增大,自组装膜中缺陷面积减少,趋向于形成完整致密的单分子层吸附膜。而对组装电极AFM图像的分形研究表明,在不同C12SH浓度条件下,电极表面高度图分形维数无明显变化,相图却呈现不同的分形特征,且体现的变化规律与交流阻抗测试结果一致,证实了AFM相图分形维数表征法研究粗糙金表面硫醇自组装膜吸附行为的可行性,为粗糙表面分子吸附行为的AFM研究提供了新思路。     

以杏胡壳为前驱体制备超级电容器炭材料

以杏胡壳为原料,依次采用高温炭化和表面氧化改性的方法制备活性炭电极材料;采用扫描电子显微镜(SEM)表征材料的形貌;室温下,在三电极电化学体系,以2 mol/L的KOH溶液作为电解液,通过循环伏安、恒流充放电、电化学交流阻抗和循环稳定测试分析炭电极材料的电化学性能。研究结果表明:经硝酸氧化改性后的杏胡壳活性炭的综合电化学性能得到了显著提高,在0.5 A/g电流密度下,杏胡壳活性炭质量比电容达到196 F/g。在2 A/g的电流密度下充放电循环2500次后,电容保持率达到99%,展现出优异的电化学性能。     

量子点-DNA电化学发光传感器的制备与表征

为实现对特定基因序列的快速、灵敏检测,该文制备了一种基于碲化镉量子点的DNA电化学发光传感器并对测试条件进行了优化。电化学发光传感器是以金电极作基底,然后依次键合L-半胱氨酸和探针单链DNA。采用循环伏安法和电化学阻抗谱法对传感器的组装过程进行表征。电化学发光试剂碲化镉量子点标记的目标DNA与探针DNA杂交构成电化学发光传感器体系。结果表明,扫描时间6s,扫描电位-3.0~-1.5V,扫描速率0.1V/s时,电化学发光传感器体系的电化学发光效果最佳。     

三氟乙酸离子液体/四氟硼酸螺环季铵盐混合电解液的超级电容性质研究

采用两步法合成功能化离子液体1-甲基-3-丁基咪唑三氟乙酸盐离子液体([Bmim][CF_3CO_2]),并将其与有机电解质四氟硼酸螺环季铵盐([(C_4H_8)_2N][BF_4])组成不同浓度配比的新型混合电解液。采用活性炭为电极,组装成超级电容器,通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法对其电化学性能进行了研究。结果显示:混合电解液的浓度为2.06 mol/L时的性能最优,这种新型的混合电解液25℃时电导率为3.99×10~(–3) S/cm,电化学窗口可达2.7 V,内阻0.96?,经过1 000次充、放电循环后仍可保留98%的初始比电容,说明该混合电解液具有突出的电化学性能和巨大的市场应用潜力。     

基于分子印迹聚合膜的胆固醇丝网印刷生物传感芯片

该文基于自组装技术在丝网印刷金电极表面制备分子印迹膜,研制胆固醇电化学仿生生物传感芯片。利用扫描电镜(SEM)对平面裸金电极、厚膜裸金电极及其修饰电极进行了形貌的分析比较,采用循环伏安分析法对电极修饰过程的电化学特性进行表征,采用计时电流法对胆固醇生物传感芯片的浓度响应特性进行检测。结果表明, 基于丝网印刷工艺的厚膜电极不仅能满足自组装分子印迹仿生膜的修饰,而且电极表面具有明显的纳米放大效应。传感器对0~700 nM不同浓度胆固醇进行检测,线性范围50 nM~700 nM,灵敏度达到-4.94 A/[lg(nM)],线性相关系数为0.994。该胆固醇传感芯片具有较高的准确性,检测准确度达到了99.56%。     

用于重金属离子电化学传感器的TiO2NT/AuNP纳米复合材料

采用水热合成法将金纳米颗粒(AuNP)修饰到TiO₂纳米管(TiO₂NT)表面。用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对制备的纳米复合材料进行表征。采用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法分析了TiO₂NT/AuNP纳米复合材料修饰的玻碳电极(GCE)。通过方波阳极溶出伏安法(SWASV)分析了纳米复合材料检测重金属离子的可行性。纳米复合材料对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)具有较高的电分析活性和灵敏度,对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的灵敏度分别为15.63、213.19、287.86和72.75μA·μM^-1(1 M=1 mol/L),检出限分别为0.052、0.004、0.003和0.011μmol/L。采用TiO₂NT/AuNP纳米复合材料对多种重金属离子进行了检测。此外,TiO₂NT/AuNP/GCE具有抗干扰性能和稳定性。因此,TiO₂NT/AuNP纳米复合材料可适用于电化学传感器来检测多种重金属离子。     

基于串联电磁式传感器的水质硝酸盐浓度检测试验研究

设计了一种串联电磁式水质硝酸盐浓度检测传感器,该传感器由平面电磁线圈和叉指阵列电极串联组成.搭建试验检测电路,针对不同浓度的硝酸盐溶液环境对传感器进行试验研究.结果表明,当电路输入信号频率为500K左右,硝酸盐溶液浓度低于40mg/L时,传感器的阻抗能够明显区分硝酸盐浓度,且阻抗灵敏度、阻抗实部灵敏度与溶液溶度之间呈现很好的线性关系,从而为电磁式水质硝酸盐浓度检测传感器的设计和实际应用提供参考.     

铂黑/二茂铁修饰MEMS电极的葡萄糖传感器

利用MEMS技术小批量加工了薄膜金电极。采用电化学沉积法在金电极表面修饰纳米铂黑颗粒,以有机功能性材料二茂铁作为电子媒介体,通过戊二醛-牛血清白蛋白共价交联固定葡萄糖氧化酶制得葡萄糖生物传感器。考察了不同修饰电极的电化学行为以及酶固定量和戊二醛浓度对传感器响应特性的影响。实验结果表明:该传感器响应时间仅为5s,在0.29V的低工作电压下,线性测量范围可达到0.5～22mmol/L,灵敏度为50.35μA/(cm2.mmol.L-1),相关系数为0.9925,差异系数为4.28%。     

CoFe类普鲁士蓝纳米立方的合成及超电容性能

利用化学共沉淀法,制备Co Fe类普鲁士蓝纳米立方(Co Fe PBA)超级电容器电极材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行物理表征;利用循环伏安法(CV)、恒电流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对样品的电化学性能进行研究。结果表明:Co Fe PBA材料为具有面心立方结构的棱长约400 nm的立方颗粒,且表面光滑、颗粒均匀,在氯化钴和铁氰化钾摩尔比为2:1时,产物Co Fe PBA电化学性能最佳,于中性介质1 mol/L硫酸钠溶液中,在1 A/g电流密度下,比电容能达到444.4 F/g,电流密度增大至5 A/g时,比电容仍能保持在423.1 F/g,2000次充放电循环后,在1 A/g电流密度下比电容保持在439 F/g,容量衰减小于2%。     

在线测量Fe3+浓度的塑料光纤倏逝波传感系统

为了准确在线测量微生物燃料电池(MFC)内Fe3+的浓度,基于倏逝波原理研制了一种D形塑料光纤Fe3+浓度传感器.采用静电层层自组装技术,将含有Fe3+指示剂的材料组装在D形光纤表面,构成Fe3+敏感区.实验研究表明:传感器的灵敏度、响应时间与敏感膜的厚度和指示剂的含量有关.当Fe3+敏感膜自组装层数为20层时,传感器对含Fe3+离子溶液浓度为0.01mol· L-1的响应时间约13 min,最低检测极限达10-6 mol·L-1,表明该传感器对Fe3+离子水溶液具有良好的光学响应性能.     

集成Ti/TiO2敏感电极和液接式Ag/AgCl参比电极的pH微纳传感器

常见的pH传感器大多采用电位法进行检测,基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成.在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝.采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO2敏感电极.采用电化学氯化的方法对银电极进行阳极氯化,再将饱和KC1溶液(3 mol/L)注入参比...     

压电晶体生物传感器用于细菌内毒素的检测

利用N3-[(3-二甲氨基)丙基]-N′-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对经11-硫醇十一烷酸单分子层修饰的石英晶体电极表面活化作用，将多粘菌素(PMB)共价结合到电极的表面。建立了一种可用于检测细菌内毒素的石英晶体微天平生物传感器。研究发现，0．01mol 11-硫醇十一烷酸处理石英晶体银电极表面24h，可以得到稳定的自组装层。待测内毒素的浓度在2．5～20mg／L的范围内，该石英晶体微天平生物传感器的振荡频率变化与其呈线性关系。     

基于AuPd/CNT敏感材料的电化学传感器对对乙酰氨基酚的检测

金属纳米材料由于其自身优异的催化性能成为电化学催化剂发展最为迅速的一类催化材料,贵金属催化剂的性能尤为明显。本文利用湿化学法合成了粒径为(8.26±0.2)nm AuPd双金属纳米材料,并与多壁碳纳米管进行复合获得AuPd/CNT复合材料,以此作为敏感材料构建了电化学传感器。Au为主催化剂,Pd为助催化剂,双金属催化剂的协同作用有效地提升了催化性能。以AuPd双金属纳米材料构建的电化学传感器对对乙酰氨基酚(PA)的定量测定具有宽的线性范围(4~1000μmol/L)、低的检测限(0.05μmol/L)。将传感器用于感冒片剂中对乙酰氨基酚的定量测定取得满意的结果,表明AuPd双金属纳米材料在构建电化学传感器用于PA检测中具有良好的应用前景。     

基于纳米修饰导电高分子的电化学气体报警器

针对公共安全领域对甲基膦酸二甲酯(DMMP)等神经性毒剂模拟剂的高灵敏度检测的需求,该文提出了一种基于纳米修饰导电高分子电化学阻抗型气体传感方法,通过开展改性修饰导电高分子聚合物材料和平面叉指微电极研究,制备了电化学阻抗型气体传感器,并设计了传感器阵列化结构和报警器总体架构;研制出电化学阻抗型气体报警器,并开展了性能测试。实验结果表明,该电化学阻抗型气体报警器可对质量浓度低至1 μg/L的DMMP进行有效检测,响应时间低至52 s。     

修饰掺硼金刚石电极循环伏安法检测尿酸

用直流等离子体喷射化学气相沉积(CVD)法制备掺 硼金刚石(BDD)薄膜电极。通过扫描电镜(SEM)观察到薄膜表面分布均匀致密;霍尔测 试仪检测薄膜的电阻率为0.023Ω·cm,载流子浓度为6.423×10¹⁹ cm－3;循环伏安法(CVa)测得其电极电势窗为 3.4V;分析了浓度为10μmol/L的 尿酸(UA)溶液在BDD电极表面的电化学响应,表明扫描速率的平方根与氧化峰电流呈线性关 系。通过对比茜素黄、牛磺酸和L-半胱氨酸3种物质对BDD电极进行修饰,表明由L-半胱氨 酸修饰BDD电极的电催化氧化能力最强;在浓度为1×10－7～1×10－4 mol/L范围内,浓度的对数与氧化峰电流呈线性关系,且检测限为 1×10－8 mol/L。实验结果表明,20倍浓度的葡萄糖和抗坏血酸对UA的 检测不构成影响。     

一种钴基磷酸根电化学传感器的研制

磷酸根离子是一种对作物生长非常重要的土壤速效养分,但由于盲目过量施肥,使其成为导致水体富营养化的最主要因素。研究并开发了一种低成本的钴基磷酸根离子电化学传感器。在一定条件下,采用恒电流沉积法在钴基电极上电沉积纳米钴敏感薄膜,该固态离子选择电极对磷酸根离子浓度的线性响应范围为10~(-5)～10~(-1) mol/L,线性相关系数为0.994,斜率为-50 mV/decade,检测下限为10~(-6) mol/L,电极具有较短的响应时间,在60 s内可以达到稳定状态,该电极的研究与开发对土壤速效磷和环境水质中磷酸根的检测研究具有一定的意义。     

硝酸浓度对中高压铝阳极箔比容的影响

在不同浓度的硝酸中制备铝阳极箔样品,并通过失重量、电化学交流阻抗及扫描电镜方法对样品进行了表征,重点探讨了硝酸的浓度对所制阳极箔比容的影响。结果表明:当硝酸的浓度为1.5 mol/L时,比容达到了一个相对较大的值2.01×10–6 F/cm2;交流阻抗谱中,只出现了一个时间常数,且表现出类似常相位角元的特征。     

金属支架对BLM的K 离子敏感特性的影响

BLM(双层类脂膜)的金属支撑构成了一种电化学传感器.这种传感器的化学反应和电现象之间的转化,是通过金属对BLM的支撑来实现的,不同于经典的电化学换能器.用缬氨霉素修饰的BLM作为敏感膜,制成金属-BLM和经典电化学K 离子电极.通过两种电极对K 离子检测的对比实验,以及不同直径和新鲜面不同给出方法的金属-BLM电极的对比实验,探讨了BLM的金属支撑对BLM的K 离子敏感特性的影响.从实验数据看,BLM的金属支撑在性能上优于经典电化学传感器,但支撑介质的新鲜面对BLM的K 离子敏感特性有影响.     

沉淀转化法制备NiO及其电化学性能研究

采用沉淀转化法制备了Ni(OH)2前驱体,经300℃热处理后得到NiO粉末。用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究其电化学性能。结果表明,制备的NiO具有典型的赝电容特性。在沉淀转化温度为70℃,表面活性剂的浓度为20 mol/L条件下制备的NiO在3 mA/cm2的充放电电流密度下,其单电极比电容达383.8 F/g,电极电阻为0.25Ω,8 mA/cm2循环100次后,比电容为292.5 F/g,充放电效率为97.5%。