【摘 要】
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在食品、医疗卫生和药学等领域,葡萄糖是一种非常重要的物质。用于葡萄糖浓度检测的葡萄糖传感器经历了四代的发展,目前发展的第四代无酶电流型葡萄糖传感器是基于葡萄糖分子在电极表面直接催化氧化进行检测,其特点是不易受到环境因素的影响,具有较强的稳定性。随着纳米科技的发展,具有纳米结构的无酶葡萄糖传感器性能得到了很大的提升,含有活性元素、不同类型的纳米结构的制备成为了无酶葡萄糖传感器的研究重点。本文以不同N
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在食品、医疗卫生和药学等领域,葡萄糖是一种非常重要的物质。用于葡萄糖浓度检测的葡萄糖传感器经历了四代的发展,目前发展的第四代无酶电流型葡萄糖传感器是基于葡萄糖分子在电极表面直接催化氧化进行检测,其特点是不易受到环境因素的影响,具有较强的稳定性。随着纳米科技的发展,具有纳米结构的无酶葡萄糖传感器性能得到了很大的提升,含有活性元素、不同类型的纳米结构的制备成为了无酶葡萄糖传感器的研究重点。本文以不同Nb元素添加量的Zr基非晶合金为前驱体,制备了一系列新型纳米结构材料,并研究了其对葡萄糖的催化传感特性。本论文主要研究结果涵盖了以下几个方面:（1）以单铜辊急冷法获得的Zr56Al16Co28-xNbx（x=1,3,5 at.%）非晶合金条带为前驱体,通过恒电位阳极氧化法制备了纳米管阵列,系统研究了非晶合金前驱体中Nb元素含量、阳极氧化电压及溶液中NH4F浓度等参数对纳米管微观结构的影响。实验结果表明,改变实验参数可有效调控纳米管的形貌,有利于纳米管阵列下一步的功能应用;（2）通过电化学脉冲沉积法在ZrAlCo-O纳米管阵列中修饰Ni纳米颗粒,获得Ni纳米颗粒修饰的ZrAlCo-O纳米管阵列复合材料。电化学测试结果表明,相较ZrAlCo-O纳米管,Ni纳米颗粒修饰的ZrAlCo-O纳米管阵列电化学活性面积更大、电荷转移速率更快。该复合材料电极对葡萄糖传感的灵敏度为1553.0μAmM-1cm-2,线性响应范围为0-2.8 mM,检测限低至1.02μM,且具有优异的葡萄糖选择性,并可用于人体血清中葡萄糖浓度的测试;（3）以ZrAlCoNb-O纳米管为基底,通过电化学脉冲沉积法成功制备了一种特殊的Ni包覆纳米管复合材料,可以直接用作无酶葡萄糖传感器的电极材料。该复合材料在不同变形条件下能够保持稳定的电化学性能,对葡萄糖表现出了优异的催化传感性能,灵敏度达1539.0μAmM-1 cm-2,线性区间为0-0.65 mM,催化常数为603.13 M-1s-1;（4）以Zr56Al16Co28非晶合金为前驱体,通过电化学脱合金法制得平均孔径64 nm、韧带尺寸为52 nm的纳米多孔钴。三维连通的纳米结构增大了材料的比表面积且提供更多的电荷转移路径。电化学测试结果表明,纳米多孔钴修饰玻碳电极对葡萄糖催化具有较为快速响应的能力,线性范围为0-1.9 mM时,灵敏度为223μA mM-1cm-2,同时具有优异的抗干扰性能和电极重复性。
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