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基于碳纳米管的CdTe量子点电化学发光传感器的研究

作　者: 余彩霞
导　师: 屠一锋
学　校: 苏州大学
专　业: 分析化学
关键词: 电化学发光(ECL) CdTe量子点传感器碳纳米管 ITO玻璃电极
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文研究了在碱性体系中CdTe量子点在ITO工作电极上的电化学发光情况。由于电化学发光与猝灭剂(儿茶酚胺类物质)浓度成比例,因此可以通过儿茶酚胺类物质对CdTe量子点电化学发光的猝灭作用来实现对儿茶酚胺类物质的检测,并用来制作传感器,将它应用于实际样品的检测。由于CdTe量子点电化学发光的高效性,制备的传感器检测灵敏度高、检测限很低、稳定性好。第一部分研究了CdTe量子点的合成,探索不同条件对合成CdTe量子点量子产率的影响。固定其他条件不变,分别研究修饰剂用量、前驱体比例、pH以及CdCl2浓度对合成量子点的量子产率的影响,获得了稳定性能较好的、荧光量子产率在30%以上的各波段CdTe量子点,且半峰宽较窄、峰形较好。通过对合成条件的探索,发现当TGA/CdCl2=1.3, CdCl2/HTe-=4, pH=9, CCd2+=20mM时,100℃水浴回流合成得到的CdTe量子点在长波段处量子产率较高。第二部分考察了在pH=9.0的缓冲溶液体系中,以ITO玻璃为工作电极,研究了CdTe量子点在水溶液中的电化学发光。CdTe量子点在ITO玻璃电极上的电化学发光能在较低的电位下发生,且ITO玻璃电极便宜、方便、可一次性使用。由于CdTe量子点在水溶液中的发光较低、稳定性较差,虽然发光条件经过优化后发光强度和稳定性得到一定程度的改善,也能实现对多巴胺的检测,但其发光检测操作较麻烦,所以将其修饰到ITO电极上,进一步提高发光强度和稳定性、实现简单快速检测成为我们下一步研究的目标。第三部分研究了CdTe量子点电化学发光传感器的制备。通过碳纳米管和壳聚糖将纳米粒子CdTe固定修饰到ITO工作电极上,经过红外热处理,不仅发光强度提高了几十倍,发光的稳定性也得到了很好的改善。在发光体系中加入多巴胺时,在一定的范围内,随着多巴胺浓度的增加,该体系发光强度不断降低。这是由于量子点电化学发光的能量转移给多巴胺,导致量子点发光降低,可实现对多巴胺的灵敏检测,检测下限为5×10-11mol/L。根据此原理,CdTe量子点电化学发光传感器可实现对儿茶酚胺类物质的检测,得到的结果满意,重现性高、稳定性好。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章引言  11-31
  1.1 电化学发光  11-19
    1.1.1 电化学发光的基本原理  11-12
    1.1.2 电化学发光的特点和优点  12-13
    1.1.3 电化学发光的发展  13-15
    1.1.4 电化学发光类型  15
    1.1.5 电化学发光的应用  15-19
  1.2 修饰电极电化学发光分析法  19-23
  1.3 纳米材料修饰电极  23
  1.4 基于纳米材料修饰电极制备的电化学发光传感器简介  23-24
  1.5 纳米材料的合成、性质及用途  24-30
    1.5.1 纳米材料的合成  24-26
    1.5.2 纳米粉体制备中的团聚机理及其控制方法  26-28
    1.5.3 纳米晶体CdTe的合成、性质及用途  28-30
  1.6 本论文选题的背景及意义  30-31
第二章本论文研究的目的及步骤  31-33
  2.1 研究目的  31
  2.2 实施步骤  31
  2.3 实验方法  31-33
    2.3.1 实验仪器  31-32
    2.3.2 研究方法  32-33
第三章 CdTe量子点的制备方法研究  33-44
  3.1 前言  33-34
  3.2 实验部分  34-35
    3.2.1 试剂与仪器  34
    3.2.2 以巯基乙酸为稳定剂制备水溶性CdTe量子点  34-35
    3.2.3 性能表征  35
  3.3 结果与讨论  35-42
    3.3.1 水溶液中制备的CdTe量子点的光致发光性质  35-36
    3.3.2 CdTe量子点生长过程的调控  36-41
    3.3.3 CdTe量子点的表征  41-42
  3.4 结论  42-44
第四章溶液中CdTe量子点的电化学发光研究  44-50
  4.1 前言  44
  4.2 实验部分  44-45
    4.2.1 试剂与仪器  44-45
    4.2.2 实验方法  45
  4.3 结果与讨论  45-49
    4.3.1 电化学参数的影响  45
    4.3.2 实验条件的优化  45-49
    4.3.3 对多巴胺的检测  49
  4.4 结论  49-50
第五章基于碳纳米管的CdTe量子点电化学发光传感器的研究  50-63
  5.1 前言  50
  5.2 实验部分  50-52
    5.2.1 试剂与仪器  50-51
    5.2.2 实验方法  51-52
  5.3 结果与讨论  52-61
    5.3.1 ITO玻璃电极上传感器参数优化  52
    5.3.2 实验条件的优化  52-54
    5.3.3 量子点电化学发光传感器的表征  54-55
    5.3.4 量子点电化学发光传感器对儿茶酚胺类物质的检测  55-58
    5.3.5 量子点电化学发光传感器的性能  58-59
    5.3.6 量子点电化学发光传感器的稳定性机理  59-61
  5.4 量子点电化学发光传感器的应用  61-62
  5.5 结论  62-63
总结  63-64
参考文献  64-71
已完成的论文  71-72
致谢  72

基于碳纳米管的CdTe量子点电化学发光传感器的研究

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