无酶电化学传感器因具有成本低廉、易于制备及操作、不易受到外界环境影响、稳定性好且使用寿命较长等优点而被广泛应用于临床诊断、食品安全及生化分析等诸多领域。然而无酶电化学传感器通常面临着线性范围较窄、灵敏度较低、检测限较高以及选择性较差等一系列问题,因此亟需研究开发高活性催化剂以便优化无酶电化学传感器的各项性能。本论文设计合成了一系列不同类型的新型催化剂,分别研究了它们的无酶葡萄糖或无酶抗坏血酸的传感性能。具体研究内容如下:(1)利用水热法在三维(3D)多孔泡沫镍(NF)基体上原位生长一层致密的NiSeO4纳米线阵列结构(NiSeO4@NF),并系统地研究了 NiSeO4@NF催化剂在1.0 M KOH电解液中对葡萄糖的催化氧化性能。纳米线阵列结构具有较大的比表面积,易于和电解液之间进行充分接触,从而能够暴露更多的活性位点。另外,3D Ni骨架和NiSeO4纳米线之间的强相互作用使电极具有良好的导电性。因此,NiSeO4@NF催化剂对葡萄糖展现出良好的催化活性,在低浓度线性范围区间(0.0005-2.5 mM),灵敏度高达28720 μA cm-2 mM-1;在3-8 mM线性范围区间,灵敏度为3700 μAcm-2 mM-1;检测限为0.26 μM。此外,该催化剂还展现出良好的选择性、重现性、实验重复性以及实际应用前景,可为无酶葡萄糖传感器的发展提供新的研究方案。(2)利用沉淀法将预先合成好的Cu2O纳米颗粒封装进ZIF-67中制备了Cu2O@ZIF-67核壳结构,并系统地研究了 Cu2O@ZIF-67催化剂在1.0MKOH电解液中对葡萄糖的催化氧化性能。实验结果表明,由于Cu2O和ZIF-67之间的协同作用,Cu2O@ZIF-67中Co3+含量显著提升,有利于其向Co4+的转化,进而有助于葡萄糖被Co4+氧化。因此,相较于Cu2O和ZIF-67,Cu2O@ZIF-67核壳结构对葡萄糖展现出更高效的催化活性,其具有更宽的线性范围、更高的灵敏度和更低的检测限。此外,该催化剂还展现出良好的选择性、重现性以及实验重复性,并且其对人体血清中葡萄糖的测定值与医院提供的检测结果能够很好地吻合,展现出良好的实际应用能力。(3)利用溶剂热法和高温热解法在In-MOF的衍生物上成功负载了 Ru单原子结构(a-InOx@Ru),并系统地研究了a-InOx@Ru催化剂在1.0 MKOH电解液中对抗坏血酸的催化氧化性能。实验结果表明,在无定形InOx中引入单原子Ru能够优化复合材料的电子结构以及提高其电荷转移能力,从而对抗坏血酸表现出优秀的活性和选择性。其中,a-InOx@Ru-100-300-1对抗坏血酸展现出0.01-56 mM的线性范围、144.34 μA cm-2 mM-1的灵敏度和0.3 μM的检测限。此外,该催化剂还表现出良好的重现性以及实验重复性,并且能够对维生素C药片和柠檬中的抗坏血酸表现出较强的检测能力,可为无酶抗坏血酸传感器提供新的发展思路。