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常州大学学位论文原创性声明
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学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日
导师签名: 签字日期: 年 月 日
中 文 摘 要
光电化学检测法是一种新型的集电化学、光学技术的优点于一体 的分析测试技术。本论文基于无机半导体为光电信标构建光电化学传 感器检测铜离子、生物小分子,本论文基于 Cu2O、CeO2 半导体构建 光电化学传感器完成如下三部分体系:
(1) 首次利用原位电沉积氧化亚铜作为光电信标,构建一个新 型、轻便的光电化学传感器,并将其用于铜离子的测定。该方法是基 于溶液中铜离子能够定量地转化成立方体纳米氧化亚铜薄膜的原理, 随着铜离子浓度增加,氧化亚铜的光阴极电流也不断增强。采用扫描 电子显微镜、X-射线衍射仪、紫外-可见漫反射光谱法表征其形貌、 结构及光学性质。构建的铜离子光电化学传感器展示出良好的性能如 下:灵敏度高、容易制备、稳定性好、较宽的检测范围 (1×10-11 - 1×10-3 mol L-1),以及低检测限 (3.33 pmol L-1)。该传感器已成功地用于检测 环境水样中的铜离子,该检测结果与电感耦合等离子体质谱法结果一 致。
(2) 基于双功能的氧化亚铜,首次构建了新型的无酶、氧灵敏的 光电化学传感器,并将其用于葡萄糖检测。在本实验中,氧化亚铜不 仅电催化氧化葡萄糖,还作为无酶光电化学法检测的光阴极材料。采 用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱仪、紫外-可 见漫反射光谱法表征其形貌、结构及光学性质。该方法的线性范围为 0.5-600 mmol L-1,检出限为 0.3 umol L-1。构建的光电化学传感器成 功地用于全血中葡萄糖的检测,检测结果与商业化葡萄糖酶传感器的 结果一致。该策略构建的光电化学传感器展示出良好的性能如下:灵 敏度高、选择性好、成本低、线性范围宽等优点。该方法为葡萄糖的 光电化学检测提供了一种新的思路和方案。
(3) 基于空心球型 CeO2 半导体作为光电信标,首次采用光电化 学法检测生物小分子尿酸。通过水热法成功地合成了空心球型纳米 CeO2,其具有良好光学性质。将合成的空心球型 CeO2 悬浮液滴涂在 Indium-Tin Oxide (ITO) 导电电极表面,在室温下晾干备用。随着体 系中尿酸浓度的不断增大,CeO2 光阳极电流成线性增大。采用扫描 电子显微镜、X-射线衍射仪、X-射线光电子谱、及紫外-可见漫反射 光谱仪表征其形貌、晶体结构、元素化学态以及光学性质。该方法的 线性范围为 5×10-9-6×10-6 mol L-1。该光电化学传感器具体良好的性能 如下:选择性好、灵敏度高、稳定性好。本工作构建的光电传感器成
功用于人体尿样中尿酸的检测。该策略为检测人体液中尿酸的浓度提 供了一种新颖、快捷、简单、绿色的方法。
关键词: 光电化学;传感器;氧化亚铜;氧化铈;半导体
ABSTRACT
Photoelectrochemistry is a new type of analysis techniques which integrates the advantages of electrochemical and optical technology. In this work, photoelectrochemistry sensors for copper ion and biomolecules were constructed based on inorganic semiconductors such as Cu2O and CeO2 as photoelectric beacons. The detaily comments are as follows:
A new and facile photoelectrochemical sensor using in-si
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