鎳基納米材料的制備及其非酶葡萄糖傳感特性研究.pdf

1、對葡萄糖的傳感在生物科技、醫(yī)療診斷和食品工業(yè)等研究領(lǐng)域具有十分重要的意義。酶類的葡萄糖生物傳感器具有良好的選擇性和較高的靈敏度。但是由于酶非常容易失活、酶的固定存在一定難度,導(dǎo)致酶類的葡萄糖傳感器制作過程復(fù)雜、制備成本高而且使用壽命短。因此,非酶的葡萄糖傳感器也更多的受到了人們的關(guān)注。報(bào)道顯示鎳基的納米材料,已經(jīng)被用于對葡萄糖的非酶的探測,并且取得了良好的效果。然而在傳統(tǒng)的電極修飾中,活性材料的合成和在電極表面的同定是分兩步完成的。這不

2、僅讓電極的制備過程變的復(fù)雜,也不能在電極表面上形成有序的納米結(jié)構(gòu)。這將在一定程度上限制鎳基納米材料在非酶的葡萄糖傳感中的應(yīng)用。因此,在導(dǎo)電的基底上直接制備出鎳基材料的納米結(jié)構(gòu)將具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　 論文采用水熱的方法在基底上制各出了不同結(jié)構(gòu)和形貌的鎳基納米材料薄膜,并且測試了它們的非酶的葡萄糖傳感特性。利用葡萄糖在高溫水熱條件下的碳化制備出了氧化鎳和部分石墨化碳的復(fù)合納米片,并討論了部分石墨化碳對葡萄糖傳感器性能的影響

3、。利用聚乙烯吡咯烷酮作為還原劑,制備了金屬鎳單質(zhì)納米顆粒的薄膜,并測試了其非酶的葡萄糖傳感性能。具體研究工作如下:
　　 1.通過使用不同的沉淀劑、改變起始陽離子的濃度配比制備了鎳基的水滑石粉體材料和納米片薄膜,討論了水滑石納米片在基底上直接成膜的機(jī)理。
　　 (1)三種沉淀劑包括氨水、氫氧化鈉和碳酸鈉、尿素分別被用來制備鎳鋁水滑石。使用不同的沉淀劑制備出的粉樣的形貌各不相同。
　　 (2)通過水熱處理硝酸鎳、硝

4、酸鋁和尿素的混合溶液,在鈦片、鐵鈷鎳合金、陶瓷、云母基底上直接制備出了鎳鋁水滑石的納米片薄膜。水滑石納米片在基底上的直接成膜得益于尿素的水解和基底的粗糙度。使用尿素作為沉淀劑時(shí),相對溫和的沉淀反應(yīng)讓鎳鋁水滑石的種晶可以粘附在基底上。而基底表面的粗糙度有助于降低種晶和基底之間的結(jié)合能。
　　 (3)通過改變起始反應(yīng)溶液中的鎳離子與鋁離子的濃度配比,在鈦片和陶瓷基底上制備了不同形貌的薄膜。
　　 2.將生長于鈦片基底上的鎳鋁

5、水滑石的納米片薄膜用于了非酶的葡萄糖的探測。鈦片基底在測試中顯示出了較高的穩(wěn)定性,沒有參與鎳鋁水滑石對葡萄糖的電催化氧化。相對傳統(tǒng)的涂抹法制備的鎳鋁水滑石粉末修飾的電極,直接生長在鈦片基底上的鎳鋁水滑石納米片薄膜在非酶的葡萄糖的探測中顯示出了更高的靈敏度、更低的探測極限和更好的穩(wěn)定性。這些改善得益于水滑石納米片在金屬基底表面的直接成膜。
　　 3.在基底上制備了氧化鎳納米絲、納米片、氧化鎳和碳復(fù)合納米片薄膜,并比較了氧化鎳納米片

6、和氧化鎳/碳復(fù)合納米片修飾的鈦片的非酶的葡萄糖傳感性能。
　　 (1)通過水熱處理硝酸鎳和尿素的混合溶液,在基底上制備出了納米絲狀的前驅(qū)體薄膜。退火后,得到了氧化鎳納米絲薄膜。通過水熱處理硝酸鎳、尿素和氟化銨的混合溶液,制備出了納米片狀的前驅(qū)體薄膜。退火后,得到了氧化鎳納米片薄膜。探討了納米片形成的機(jī)理以及氟化銨的用量對薄膜形貌的影響。
　　 (2)通過水熱處理硝酸鎳、尿素、氟化銨和葡萄糖的混合溶液,在鈦片基底上制備出了

7、復(fù)合前驅(qū)體的納米片薄膜。在氮?dú)庵型嘶鸷?得到了氧化鎳和部分石墨化碳材料的復(fù)合納米片薄膜,探討了葡萄糖的用量對薄膜形貌的影響。
　　 (3)測試了氧化鎳納米片和氧化鎳/碳復(fù)合納米片薄膜修飾的鈦片的非酶的葡萄糖傳感性能。相比單純的氧化鎳納米片,氧化鎳和部分石墨化碳的復(fù)合納米片顯示出了更快的響應(yīng)速度、更低的探測極限和更高的靈敏度。
　　 4.通過水熱處理硝酸鎳、尿素和聚乙烯吡咯烷酮的混合溶液,制備了前驅(qū)體的薄膜,在氮?dú)庵型嘶鸷?/p>