基于稀土掺杂改性纳米晶结构的电化学传感界面构建及其应用

发布时间：2025-05-04 19:06

　　环境有机污染物双酚A（BPA）与多菌灵（CBZ）的高灵敏分析检测意义重大。近年来,电化学分析法被广泛应用于BPA与CBZ的检测,电化学传感器作为该方法的核心器件,其研究重点在于提升电极材料的电催化性能。本文基于三种稀土元素掺杂无机纳米材料,构建了新型高灵敏检测典型有机污染物的电化学传感器,并以无机纳米材料的掺杂原理、晶体结构为切入点,推测了电催化作用机制,主要研究内容如下:（1）通过水热法成功合成了稀土元素Ce掺杂ZnO纳米棒。X射线衍射（XRD）研究结果表明,Ce离子被成功掺杂到六方晶系ZnO晶格中,其微晶尺寸发生了明显变化,这种变化有利于提高电催化性能。基于Ce掺杂ZnO纳米棒,构建了一种用于测定双酚A（BPA）的高灵敏度和高选择性的电化学传感器。通过循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和差分脉冲伏安法（DPV）等研究了Ce掺杂ZnO/CPE的电化学性能,证实了稀土元素Ce的掺杂显著改善了ZnO的电化学响应。BPA的氧化峰电流与其浓度在0.5-3.2μM和3.2-62.0μM之间呈现出良好的线性关系,其检出限为0.018μM,表明Ce掺杂ZnO/CPE对BPA具有良好的电催化作...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.3晶体结构类型图在文字叙述之后

1849年,布喇菲(Bravais)基于宏观对称性的晶体学理论研究,首创性地推导出了十四种典型的空间点阵。为了对这些空间点阵进行分类,以晶轴关系即晶轴的单位长度及夹角间的向量关系为依据,将这些点阵分别归类于立方晶系、四方晶系、三方晶系、六方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系等7个....

图1.4单斜晶系Cd WO4的晶体结构示意图

在单斜晶系(三个边不等长,三个夹角中有两个是90°)类纳米材料中,黑钨矿类晶石CdWO4是一种常见的纳米晶体材料。Zhang等[25]对该材料的电化学性质进行了系统研究,结果显示,单斜晶系类材料CdWO4(如图1.4所示)固载于锂离子电池负极后,初始放电容量高达2042.4mA....

图1.5基于Ce掺杂α-Fe2O3传感性能提升

Kanchana等[52]基于Ce掺杂羟基磷灰石修饰玻碳电极(Ce-HA/GCE)构建了一种新型生物传感器,用于同时测定去甲肾上腺素(NE)、尿酸(UA)和酪氨酸(Tyr)。Han[53]等通过无模板水热法制备了新型Ce掺杂Fe2O3纳米球。物相分析技术证实了Ce元素掺杂在立方晶....

图3.1 ZnO和Ce掺杂Zn O的XRD图谱(a)及其局部放大图谱(b)

如图3.1a所示,用XRD分析了ZnO和Ce掺杂ZnO纳米棒的晶体结构。XRD图谱在31.7o、34.3o、36.1o、47.5o、56.5o、62.8o、66.4o、67.9o、69.0o和72.5o处显示出一系列尖锐的衍射峰,分别与ZnO标准卡(JCPDS89-7102)中....

本文编号：4042760