MoS2纳米材料修饰电极的制备及其电化学传感性能

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qianjiuzhou
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环境中污染物的含量与人体的健康息息相关,因此对环境中的污染物进行灵敏便捷的检测具有十分重要的意义。由于电化学传感方法操作简单、响应迅速、运行成本较低,能够实现目标物的特异性检测,因此得到了广泛关注和发展。应用各种新材料对检测电极进行修饰,并利用纳米材料的信号放大作用构建的电化学传感体系来进一步提高电化学检测性能,是电化学传感法研究的主要方向。相比于其它纳米材料,二硫化钼(MoS2)具有表面状态敏感、催化活性良好、比表面积大和易于功能化等优势,在能量储存、电化学催化、析氢反应(HER)和传感等领域表现出了很大的潜力。然而MoS2的导电性与金属和石墨烯等优异导体相比存在一定的差距,这在一定程度上限制了MoS2材料的应用。因此为了提高MoS2传感体系的性能,分别从提高导电性和促进催化活性两个角度构建了两种电化学传感方法,并将其应用于双酚A和葡萄糖的检测中。主要研究内容和结论如下:(1)通过液相剥离法制备了MoS2纳米片,利用电化学沉积法和电化学聚合法将金纳米颗粒(AuNPs)和聚吡咯(PPY)修饰到MoS2纳米片表面,并将其用于葡萄糖的检测。将Cu(II)/Cu(III)氧化还原对作为催化中心,使葡萄糖电化学转化为葡糖酸内酯。研究发现AuNPs和PPY的加入显著增加了复合材料的有效电极表面积,提高了复合材料的导电性,促进了电子转移,大幅降低了电化学检测葡萄糖时的检测限。通过对实验条件进行优化之后,基于MoS2-PPY-AuNPs复合材料的电极在0.1-80 nM内可以对葡萄糖进行线性检测,检测限为0.08 nM。除此之外,此方法在特异性、稳定性和重复性方面也表现良好,对人血清中葡萄糖检测的回收率可达97%102%。(2)以聚吡咯为模板水热法制备了3D MoS2纳米花(MoS2-P),并用于修饰玻碳电极,应用在双酚A的检测中。本实验采用聚吡咯作为MoS2的模板,为MoS2的生长提供支持,此方法制备的MoS2纳米花与没有模板的纳米花相比形貌更伸展,花瓣较大而且更薄,并且比表面积更大,暴露了更多有效的边缘催化位,因此显著提高了玻碳电极的催化性能。在对双酚A的检测中,最佳实验条件下,检测双酚A线性范围为1.5-20μM,检测限为0.5μM。另外,该方法对于检测样品中干扰物质的抵抗能力强,并且具有较好的重复性和稳定性。对实际水体中双酚A检测的回收率为95%102%。
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