基于堿基選擇性制備鉑納米顆粒及其催化活性研究.pdf

1、由于在催化、納米電子器件和傳感器等方面的廣泛應(yīng)用,金屬納米顆粒受到人們的普遍關(guān)注。其催化分析性能與金屬納米顆粒的尺寸和密度等有密切的關(guān)系,因此為了提高納米鉑的催化和分析性能,我們需要控制納米材料的形貌包括形狀、大小、晶面和覆蓋度等。
　　本課題研究內(nèi)容主要集中在納米陣列電極的制備及其在催化和傳感器中的應(yīng)用。采用透射電鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)和X-射線光電子能譜(XPS)對合成的納米材料進行形貌表征;用電化學的方法包括循

2、環(huán)伏安法、時間電流曲線法、電化學阻抗法研究了合成納米材料對甲醇、氧氣和過氧化氫的電催化活性。同時還制備了酶電極來檢測葡萄糖。本文的具體工作如下:
　　1.電化學還原結(jié)合在堿基表面的順鉑制備納米鉑陣列
　　這一部分介紹一種利用順鉑與磷酸堿基的絡(luò)合作用制備鉑納米陣列的方法。把3-巰基丙酸,Zr4+和磷酸堿基(NTMP)依次吸附在金電極表面形成以堿基為終端的表面(NTMP/Zr4+/MPA),在這里Zr4+作為3-巰基丙酸和磷酸堿

3、基的聯(lián)接劑。順鉑與NTMP/Zr4+/MPA薄膜末端的堿基絡(luò)合,通過電化學還原結(jié)合到薄膜上的順鉑得到鉑納米顆粒表面(PtNPs/NTMP/Zr4+/MPA)。由于DNA與順鉑的反應(yīng)是受動力學控制的,主要與鳥嘌呤和腺嘌呤反應(yīng),其次是與胞嘧啶和尿嘧啶反應(yīng),因此在不同堿基修飾薄膜上得到的納米鉑的覆蓋度和顆粒大小是不一樣的。納米顆粒的平均高度在8nm到14nm之間,各種修飾電極表面鉑的負載量在16ng/cm2到160ng/cm2之間。
　

4、　2.基于堿基選擇性制備的納米鉑陣列電極的電催化活性研究
　　這一部分主要研究堿基表面制備的納米鉑陣列對氧氣和甲醇的電催化反應(yīng)以及在過氧化氫和葡萄糖傳感器方面的應(yīng)用。該鉑納米陣列作為過氧化氫傳感器(檢測下限小于100 nM),靈敏度隨著鉑納米顆粒的密度的增加而減小,這可能是由不同密度的納米鉑陣列的電子結(jié)構(gòu)不同引起的。吸附葡萄糖氧化酶形成酶電極,該修飾電極可以用來檢測葡萄糖,檢測下限可以達到31.6μM。這種納米鉑陣列電極對甲醇和氧

5、氣有很好的電催化作用。
　　3.玻碳電極上層層自組裝制備鉑納米顆粒及其對氧的催化活性研究
　　這一部分主要介紹在玻碳基底上利用順鉑與磷酸堿基的絡(luò)合作用制備鉑納米陣列的方法。在這里我們選用有機小分子對氨基苯甲酸(4-ABA)在玻碳表面上固定鳥苷酸(GMP)。制備的這種修飾電極對氧還原有一定的催化作用。
　　4. DNA模板合成鉑納米顆粒及其對氧的催化活性研究
　　這一部分主要介紹利用順鉑與DNA的選擇性吸附來制備鉑