磷酸铁纳米材料制备及在生物传感和锂离子电池正极材料中应用.pdf

中文摘要 中文摘要 构，已广泛应用于催化领域，并在生物传感和新能源领域有着潜在的应用。因此， 研究FeP04及其纳米复合物的制备方法并应用于生物传感和新能源领域，有利于 生态环境的保护。本文以FeP04为研究对象，发展了简单、快速制备FeP04纳米 材料及其复合材料的方法，并研究了FeP04及其纳米复合材料在生物传感和锂离 子电池中的应用，拓展了FeP04的应用范围。本论文的主要研究内容及结果有： (1)利用微波法制备了FeP04纳米材料并研究了其在蛋白质固定及生物传 感方面的应用 利用快速简单的微波法制备了FeP04纳米材料。用透射电镜(TEM)、扫描 产物进行了表征；结果表明，所得FeP04纳米材料的形貌和尺寸受表面活性剂的 种类和前驱体(Fe2+／p043-)物质的量的比的影响。当使用阳离子表面活性剂CTAB 作为稳定剂时，得到分散均匀的FeP04纳米球；如使用阴离子表面活性剂SDS 转移及对H202还原的电催化性能，结果表明，固定在FeP04纳米材料表面的 Mb能够保持其原有的天然结构，其循环伏安曲线上呈现出了一对良好的、准可 mV(100111V 逆的氧化还原峰，峰电位分别为目aI-284mV，B。=-373 S_1)，式 S～， 6．8)，电子转移表观速率常数约为忽=5．54 量电位p’约为-(3304-3．0)mV(pH 电极对H202的还原表现出良好的电催化性能，催化电流与H202浓度在0．01_2．5 mmol L-1，灵敏度为 L-1的范围内成良好的线性关系，最低检测限约(54-1)1．tmol cm_2，并具有良好的重现性和稳定性，可作为检测H202 (85 L-1)-1 4-3)rtA(mmol 的生物传感器。因此，FeP04纳米材料能够促进蛋白质／酶和电极间的直接电子转 移，可用于构建检测H202的生物传感，拓宽了其在生物电化学中的应用范围。 的固定和胆碱的电化学测定 中文摘要 胆碱是脑组织中类胆碱功能活性的标识物，在生物和临床分析中，特别是在 神经变性疾病的临床检测中非常重要。我们提出通过电化学方法基于普鲁士蓝 谱(UV-vis)等技术对产物进行了表征；结果表明，通过简单的方法可以在FeP04 了ChOx对胆碱的电催化性能，结果表明固定在PB-FeP04纳米复合材料表面的 ChOx能够保持其生物活性，对胆碱表现出良好的电催化性能。研究了溶液的pH、 oC 温度和检测电压对修饰电极响应的影响，结果表明当溶液pH为8．0、温度为37 和检测电位为-0．05V时具有最佳响应，催化电流与胆碱浓度在2 L-1-3．2 gmol mmol L-1范围内呈良好的线性关系，最低检测限约(O．4 L-1，灵敏度 4-0．05)gmol cm_2，并具有良好的重现性和稳定性。另外，当检测电 约为75．2衅(mmolL-1)-1 位为_0．05V(相对于饱和甘汞电极)时能够有效避免常见的干扰物质如抗坏血 酸、尿酸和4-乙酰氨基苯酚的干扰。因此，该纳米复合材料能够作为合适的平 台构建基于其他氧化酶的生物传感。 (3)制备了壳厚可调的FeP04纳米空心球并用于锂离子电池的正极材料 利用水热法一步合成了FeP04纳米空心球。用透射电镜(TEM)、高分辨透 能谱(XPS)、X-射线粉末衍射(XIm)等技术对产物进