本文關(guān)鍵詞：聚吡咯修飾的金屬氧族化合物的制備、碳轉(zhuǎn)化及其類酶催化性質(zhì)研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：自1969年C.G.Overberger等人發(fā)現(xiàn)了類酶催化反應(yīng)起,幾十年來,人們合成了多種人工模擬酶。和天然酶相比,人工模擬酶具有易合成、易凈化、使用溫度范圍廣等優(yōu)勢,因此在生物傳感器、化學(xué)工業(yè)、食品加工、環(huán)境科學(xué)、生物技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求。目前,人工模擬酶體系主要包括環(huán)糊精、環(huán)芳烴、卟啉、蛋白質(zhì)、超分子材料、無機(jī)納米材料等。其中,無機(jī)納米材料由于具有可調(diào)控的催化活性、極高的環(huán)境穩(wěn)定性以及較低的制備成本引起了人們的廣泛關(guān)注。例如金屬氧化物、金屬硫化物、石墨化碳納米材料等都展示出優(yōu)異的類過氧化物酶催化活性。但是,無機(jī)納米材料作為類酶反應(yīng)催化劑的催化活性還有待進(jìn)一步提高。最近人們發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化金屬氧化物或硫化物納米粒子的形貌、尺寸、組成以及表面裸露晶面結(jié)構(gòu)能夠提高它們的類酶催化活性。尤其是將金屬氧化物或者硫化物與其他材料復(fù)合制備成異質(zhì)結(jié)構(gòu)更能發(fā)揮出復(fù)合材料各組分之間的協(xié)同作用,從而顯著地增強(qiáng)材料的類酶催化活性。因此,本論文主要利用靜電紡絲技術(shù)結(jié)合高溫煅燒和水熱合成方法,制備了三種導(dǎo)電聚合物或者碳材料修飾的金屬氧化物和金屬硫化物基復(fù)合納米材料,研究了它們的類過氧化物酶催化性質(zhì),并揭示了復(fù)合材料各組分之間的協(xié)同催化效應(yīng)。我們利用這三種類酶催化反應(yīng),構(gòu)筑了三種高靈敏的比色傳感器,實現(xiàn)了對過氧化氫、抗壞血酸以及苯酚的精確檢測。期待本論文的工作在環(huán)境檢測、生物傳感等領(lǐng)域提供重要的參考價值。本論文的研究成果主要包括以下三個部分:(1)通過靜電紡絲技術(shù)結(jié)合高溫煅燒和水熱合成方法,制備了TiO_2/Fe_2O_3/PPy復(fù)合納米纖維。該復(fù)合材料展示出優(yōu)異的類酶催化活性,其催化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單獨(dú)的TiO_2和Fe_2O_3納米纖維,也高于TiO_2/Fe_2O_3復(fù)合納米纖維,說明TiO_2/Fe_2O_3/PPy復(fù)合納米纖維中三種組分之間存在協(xié)同作用。我們利用該復(fù)合納米纖維材料構(gòu)筑了一種生物傳感器,實現(xiàn)了對低濃度的過氧化氫的檢測,檢測線性范圍為2-50μM,檢測限達(dá)到2.4μM(S/N=3)。(2)通過靜電紡絲技術(shù)結(jié)合水熱合成和高溫煅燒方法,制備了Fe_3O_4/氮摻雜碳(Fe_3O_4/N-C)復(fù)合納米纖維。由于Fe_3O_4固有的類酶催化活性以及兩種材料之間的協(xié)同作用,Fe_3O_4/N-C復(fù)合納米纖維表現(xiàn)出優(yōu)異的類酶催化活性。我們利用該復(fù)合納米纖維材料構(gòu)筑了一種生物傳感器,實現(xiàn)了對低濃度過氧化氫和抗壞血酸的檢測。其中,對過氧化氫的檢測線性范圍為0-50μM,檢測限為0.58μM(S/N=3)。對抗壞血酸的檢測線性范圍為0-50μM,檢測限為0.04μM(S/N=3)。(3)通過兩步濕化學(xué)和水熱合成方法,制備了rGO/Cu_8S_5/PPy復(fù)合納米片材料。由于硫化銅固有的類酶催化活性以及復(fù)合材料中三種組分之間的協(xié)同作用,rGO/Cu_8S_5/PPy復(fù)合納米片材料表現(xiàn)出優(yōu)異的類酶催化活性。我們利用該復(fù)合納米片材料構(gòu)筑了一種生物傳感器,實現(xiàn)了對低濃度過氧化氫和苯酚的檢測。其中,對過氧化氫的檢測線性范圍為0-20μM,檢測限為0.69μM(S/N=3)。對苯酚的檢測線性范圍為0-200μM,檢測限為1.78μM(S/N=3)。
[Abstract]:In this paper , three kinds of composite nano - materials , such as metal oxides , metal sulfides and carbon nano - materials , have been prepared by combining high - temperature calcination and hydrothermal synthesis . ( 2 ) Fe _ 3O _ 4 / N - C composite nanofibers were prepared by electrostatic spinning combined with hydrothermal synthesis and high temperature calcination .

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TQ342.94

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本文編號：1381956