基于金纳米/量子点复合材料的光电化学传感器

【摘要】光电化学检测方法具有灵敏度高、设备简单、易于微型化等优点，是一种极具应用潜力的分析方法，在化学、生物、医药、环境监测和食品等领域显示出广阔的应用前景。在众多光电化学活性物质中，研究较多也很具有潜力的就是无机半导体纳米材料(也称量子点)及其复合材料。单独量子点的光电转换效率并不高，发展研究量子点与金属纳米的复合材料是提高其光电转换率的一种有效方法。基于金纳米粒子的稳定性，优良导电性，它与量子点复合能加快光生电子的转移速度，提高量子点的光生电子空穴的分离率，使电子和空穴能更多的参与反应转化成电信号进行检测。因此基于金纳米与量子点复合材料的光电化学传感器具有较高的灵敏度，性能比基于单独量子点的高。本论文主要包括了两部分的工作：第一部分：以氧化铟锡（ITO）导电玻璃为基底，用电化学沉积的方法直接制备Au/ITO、ZnS/ITO、ZnS-Au/ITO、CdS/ITO、CdS-Au/ITO修饰电极，用扫描电镜（SEM）、紫外-可见吸收光谱图（Uv-vis）、电化学阻抗（EIS）等方法对各种修饰电极进行表征。用电流-时间（I-T）曲线法和循环伏安法（CV）考察各修饰电极的光电化学性能，确定最佳实验条件并对几种电极对H2O2传感检测性能进行比较。实验结果证明，与Au纳米复合之后，ZnS和CdS量子点的光电化学性能都得到了提高。ZnS-Au/ITO修饰电极对H2O2响应的灵敏度33.7nA/μM，检测的线性范围为0.2-28μM；CdS-Au/ITO修饰电极灵敏度21.5nA/μM，检测的线性范围为1-210μM。说明基于ZnS-Au纳米材料的光电化学传感器性能优于基于CdS-Au纳米材料的，无毒的ZnS量子点能够取代有毒的CdS量子点，这在环境保护上也是很有意义的。第二部分：主要研究了Au纳米对ITO自身的光电化学性质的影响。用电化学沉积法直接在ITO表面沉积Au-NPs，并通过SEM、EIS、UV-vis、XRD等方法进行表征。实验分别考察了Au/ITO和裸ITO电极的光电化学性质，并应用于对苯二酚的传感检测，将结果进行比较。实验结果证明，不光照情况下，Au/ITO电极对HQ响应的灵敏度比裸ITO电极的高8倍；光照情况下，Au/ITO电极对HQ响应的灵敏度比裸ITO电极高29倍，说明Au纳米的沉积提高了ITO自身的光电化学性能。
【作者】黄道丹；
【导师】狄俊伟；
【作者基本信息】苏州大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】量子点；复合纳米材料；光电化学；光生电子空穴对；传感器；

【参考文献】
[1]王大理.炎氦离子能级的相对论修正和精细结构的研究[D].安徽师范大学,原子与分子物理,2004,硕士.
[2]李行诺,马旭,楚楚,金辉辉,杨阳,颜继忠.泽泻指纹图谱研究[J].浙江工业大学学报,2013,02:143-146.
[3]戴许昊.基于修正熵权重—灰色关联度模型的铁路固定设施协调性评价研究[D].北京交通大学,2014.
[4]王瑞.公平认知的个体差异性研究[D].西北大学,应用心理学,2014,硕士.
[5]张闱祺.小产权房问题研究与集体土地流转机制改革[D].兰州大学,民商法学（专业学位）,2013,硕士.
[6]陈焕然.英国留学生“着”“了”“过”的偏误分析[D].西北大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[7]刘丽.一个在数据流上快速建立决策树的算法[J].连云港职业技术学院学报(综合版),2005,02:61-64.
[8]叶葳.虚拟化技术在传媒云中的应用研究[D].华南理工大学,计算机技术,2012,硕士.
[9]于文君.miR-34c在快速老化小鼠海马组织中的表达及其靶基因的初步鉴定[D].河北医科大学,病理学与病理生理学,2013,硕士.
[10]马涛华.基于语料库的中国大学生话语标记语在英语口语中的使用与本族者的对比研究[D].西北民族大学,课程与教学论,2012,硕士.
[11]耿琳琳.IGBT逆变弧焊电源电气特性模拟与试验研究[D].太原科技大学,材料加工工程,2014,硕士.
[12]宋凯峰.论新时期人民警察职业道德建设[D].东北师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2003,硕士.
[13]王福斋.智能交通系统（ITS）通信平台的搭建——软件无线电技术在中频数字化接收机中的应用[D].大连海事大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[14]刘毅辉.热喷涂球磨法制备超细铜锌粉及其分散性研究[D].西安理工大学,材料学,2004,硕士.
[15]赵玉凤.图像检索中自动标注技术的研究[D].北京交通大学,2009.
[16]苏佰通.抗猪瘟病毒疫苗效力免疫监测方法的建立及应用[D].吉林大学,生物工程,2014,硕士.
[17]MOSELEYRobertK,唐亚.云南干旱河谷150年来的植被变化研究及其对生态恢复的意义(英文)[J].植物生态学报,2006,05:713-722.
[18]兰晓敏.AutoCAD软件在牙槽骨评估中的应用研究[D].山西医科大学,口腔临床医学,2013,硕士.
[19]崔广辉.聚酰亚胺薄膜表面无机纳米粒子功能化制备及其性能研究[D].北京化工大学,化学,2013,硕士.
[20]杨伟.论中国传统法律文化中的“清官情结”对现代中国法治理念的影响[D].兰州大学,法律,2012,硕士.
[21]张世霞.20世纪80年代以来美国民族问题解析[D].中国社会科学院研究生院,民族学,2003,硕士.
[22]梅鸿.连续肾脏替代治疗对脉搏指示波连续心排量监测仪监测心输出量的影响[D].遵义医学院,麻醉学（专业学位）,2014,硕士.
[23]王莉丽.隐藏型垃圾网页检测研究[D].西南交通大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[24]梁顺军,梁顺彬,肖宇.地面地质横剖面在川东高陡构造地震资料处理解释中的作用[J].石油地球物理勘探,1996,S1:43-48+147.
[25]单旭意,周光敏,尹利长,喻万景,李峰,成会明.原位透射电镜揭示石墨烯在高性能储锂中的作用[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第24分会：化学电源[C].中国化学会:,2014:1.
[26]刁培培.天极网校网络营销体系研究[D].四川大学,2004.
[27]于立刚.人工关节置换真菌感染的流行病学、临床特征及治疗[D].中国人民解放军医学院,骨外科,2013,硕士.
[28]王绪运.中继网络中Rateless速率自适应技术研究[D].华中科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[29]罗蕾.非物质文化遗产传承人制度研究[D].华中师范大学,民商法学,2013,硕士.
[30]薛萧繁.基于研究与开发模型的能源反弹效应研究与测度[D].浙江工商大学,国民经济学,2012,硕士.
[31]魏卓.“有根建筑”—中国传统人居环境的回归与创新[D].河北师范大学,美术学,2012,硕士.
[32]邹海艳.明代万历教化木刻版画插图研究[D].西南大学,美术学,2014,硕士.
[33]李国强.国家历史的影像志[D].上海戏剧学院,广播电视艺术学,2013,硕士.
[34]李文秀.应用红外光谱技术进行农药残留快速检测的研究[D].天津大学,测试计量技术及仪器,2004,硕士.
[35]孙晨光.灰色AHP及TOPSIS方法在管理信息系统中的应用研究[D].中国地质大学（北京）,计算机技术,2014,硕士.
[36]邓明春.管理咨询公司的知识管理[D].广西大学,工商管理,2004,硕士.
[37]李小伟.基于光纤光栅传感技术的风机叶片检测研究[D].南京航空航天大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[38]朱亮.北京市停车需求预测与公共停车设施规划的研究[D].北京交通大学,2007.
[39]郑应平.全国控制理论及其应用学术交流会在昆明举行[J].自动化学报,1984,02:191.
[40]王婧.宁夏移动12580业务市场营销现状及对策研究[D].宁夏大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[41]张海涛.石化加热炉带壁板钢结构的受力性能研究[D].山东大学,结构工程,2013,硕士.
[42]仲林.钴/镍、钴/锰二元氧化物与ACF复合电极结构及电容特性的研究[D].东华大学,材料工程（专业学位）,2014,硕士.
[43]张进友,吴继显.图象噪声的模糊聚类平滑方法[J].自动化学报,1987,05:352-359.
[44]王炎生,陈宗基.基于系统矩阵实Schur分解的集结法模型降阶[J].自动化学报,1996,05:597-600.
[45]宋俊.短时高过载永磁电机热可靠性研究[D].哈尔滨工业大学,电机与电器,2014,硕士.
[46]戴欣.农村民间资金供给与需求影响因素分析[D].西北大学,金融学,2013,硕士.
[47]赵乃锡.萼花臂尾轮虫反捕食形态可塑性研究[D].大连海洋大学,水生生物学,2014,硕士.
[48]孙怡文.网络消费合同订立研究[D].大连海事大学,民商法,2014,硕士.
[49]刘文娟,陈瑶,姜晴晴,鲁珺,董开成,胡亚芹.可得然胶对带鱼肌肉蛋白凝胶特性的影响[J].现代食品科技,2014,09:126-133.
[50]郝立群.基于数据挖掘的煤矿材料成本预测研究[D].中国矿业大学,管理科学与工程,2014,硕士.