光引發(fā)的自供能電化學(xué)傳感體系的構(gòu)建.pdf

1、自供能電化學(xué)傳感器是一種新型的以燃料電池體系為傳感過(guò)程提供能源的兩電極傳感裝置。本文通過(guò)制備不同光電活性物質(zhì)修飾的光電極，構(gòu)建了兩種光催化燃料電池，分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄糖和雙酚A的自供能電化學(xué)檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、采用液相沉積法在FTO導(dǎo)電玻璃表面沉積TiO2膜，然后在TiO2表面電沉積修飾Ni(OH)2，制備了對(duì)葡萄糖氧化具有高光電催化活性的Ni(OH)2/TiO2光電極。在0V（vs.SCE）的低陽(yáng)極偏壓下，Ni(OH

2、)2/TiO2電極對(duì)葡萄糖顯示出良好的光電化學(xué)響應(yīng)。將修飾電極運(yùn)用于三電極體系，制備了無(wú)酶葡萄糖光電化學(xué)傳感器。此外，將修飾光陽(yáng)極與Pt陰極組合，構(gòu)建了基于葡萄糖-空氣光催化燃料電池的兩電極自供能電化學(xué)傳感器。利用燃料電池陰陽(yáng)極對(duì)底物的催化效果，自行產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，無(wú)需外界供能，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄糖的自供能定量檢測(cè)。在最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件下，自供能傳感器對(duì)葡萄糖的線性響應(yīng)范圍為5至100μmol·L-1（R2=0.992），檢測(cè)限(3S/N)為0.

3、23μmol·L-1。
　　2、結(jié)合水溶性石墨相氮化碳（w-g-C3N4）材料和分子印跡技術(shù)構(gòu)建了基于光催化燃料電池的雙酚A自供能電化學(xué)傳感器。以4-乙烯基吡啶（4-vp）為功能單體，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）為交聯(lián)劑，合成了雙酚A的分子印跡聚合物（MIP）。將分子印跡聚合物負(fù)載在氮化碳表面，制備MIP/w-g-C3N4/FTO修飾電極。分子印跡聚合物對(duì)雙酚A有特異性識(shí)別性能；氮化碳表面積大，可作為固定分子印跡聚合物的良好

4、載體；同時(shí)，氮化碳有較好的光電化學(xué)活性，可以催化雙酚A的氧化。我們以MIP/w-g-C3N4/FTO修飾電極為光陽(yáng)極，Pt電極為陰極構(gòu)建光催化燃料電池，結(jié)果表明這種燃料電池的輸出功率與雙酚A濃度的對(duì)數(shù)之間存在線性關(guān)系。我們對(duì)MIP濃度、富集時(shí)間、溶液pH等條件進(jìn)行了優(yōu)化，在最優(yōu)的條件下傳感器對(duì)雙酚A檢測(cè)的線性范圍為5至100μmol·L-1（R2=0.997）。結(jié)果表明這種電化學(xué)傳感器對(duì)雙酚A有著良好的識(shí)別能力，可以避免其他結(jié)構(gòu)類(lèi)似物的