基于zno的复合纳米材料的电化学传感器研究_本科毕业论文(编辑修改稿)

基于zno的复合纳米材料的电化学传感器研究_本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

的磁导率，多用于制备磁性纳米复合材料；机械合金化法的工艺相对简单，生产成本也比较低，基体的成分不受限制，但是在生产的过程中，纳米粒子容易发生变质。 各种制备技术有各自的好处和缺陷，所以在选用制备方法的时候，多根据所需的原料的性质，以及产物的一些基本性能来选取。 5 对于 02复合体系纳米薄膜，一般来说，可以通过两种方法来制备。 一种是通过沉积，形成的非晶混合相，然后 进行热处理，在热处理过程中各组分通过一些热力学作用形成所需的化合物；另一种是通过各组分的活性沉积形成。 活性沉积法有许多种形式，如采用辉光放电等离子体溅射 Au,Co,Ni等靶 ,采用磁控共溅射法可以把金属纳米粒子镶嵌在高聚物的基体中 ,可获得不同含量纳米金属粒子与碳的复合膜。 纳米级多层材料，一般通过溅射法，气相沉积法，电沉积法等结晶成长的技术来制备。 在最近的一些报道中，运用简单的机械加工，如重复压缩，轧制，来获得厚度在纳米级的金属薄片，这样的机械加工法，可以制备大量的这样薄的多层复合材料，简单又经济。 各种制备 技术有各自的好处和缺陷，所以在选用制备方法的时候，多根据所需的原料的性质，以及产物的一些基本性能来选取。 纳米复合材料的特性 通过溅射法，气相沉积法，电沉积法，惰性气体凝聚原位加压成形法，机械合金化法等方法制备出来的纳米复合材料在理化性质方面都发生了奇迹性的变化，因为引入的纳米粒子本身具有量子尺寸效应，表面界面效应，量子隧道效应等特殊的效应而呈现出的声、光、热、电、力等各方面的特异性，而其特殊的结构特征，也会对原有的材料的性能，有大大的改善。 下文就主要介绍一些具体的纳米复合材料的特性： 由 无机纳米材料与有机聚合物复合而成的有机 /无机纳米复合材料具有无机材料、无机纳米材料、有机聚合物材料、无机填料增强聚合物复合材料、碳纤维增强聚合物复合材料等所不具备的一些性能。 有机材料有很好的韧性，而无机材料有很好的刚性，这样有机材料和无机材料复合在一起，制成纳米复合材料，就会使新材料同时拥有较好的韧性和刚性；并且可以使新材料有更高的强度、模量；良好的阻热、气密性等等。 [12] 聚合物 /粘土纳米复合材料，其具有相当高的强度、弹性模量、韧性及阻隔能 6 力。 所以，聚合物 /粘土纳米复合材料比传统的聚合物体系质量强，各项 性能好，并且具有优良的热稳定性和尺寸稳定性。 纳米复合材料的应用 纳米复合材料因其高的比强度、比模量、优异的耐热性、耐摩擦性、耐腐蚀性和抗疲劳能力，良好的化学稳定性以及独特的光、电、磁性能，在宇航、电子、建筑、医疗、军事、航海和其他领域得到了广泛的应用。 纳米复合陶瓷材料：利用纳米颗粒对陶瓷基体组织独特的增强补韧机制，将纳米颗粒均匀的分散，复合到陶瓷基体之中，使新的陶瓷材料具有较低的烧结温度和较高的致密速率，其低温强度，硬度和韧性都得到了改善。 此外，在功能陶瓷材料方面，自洁陶瓷（具有杀菌除臭功 能的纳米复合多功能材料 ),灭菌保鲜功能的质子能纳米复合陶瓷材料等都显示出纳米颗粒的奇异功效。 无机纳米复合材料：近年来，聚合物无机复合材料的介电性能的研究得到了越来越多的重视。 复合材料的介电常数不仅与组成各相的介电常数有关，并且与各相的质量分数，存在形态，分布规律以及组成各相之间的相互作用都有着密切的联系。 如刘卫东等 [17]采用溶胶一凝胶法制备了 BTDA一 ODA聚酞亚胺 /Sio:杂化膜 ,结果表明 :杂化膜的介电常数和介电损耗随 si仇粒子含量的增加而增大 ,随电场频率的升高而逐渐降低；随着电气技术的不断发展，变频 调速的电机在现代电器工业中得到了越来越广泛的应用，同时，也对其中的绝缘部分给予了更高的要求：绝缘不仅应该具有良好的机械性能和耐热性，而且还要求具有更好的耐电晕性能。 对此，运用复合技术，将纳米材料掺杂，均匀或者非均匀的分散入金属氧化物纳米颗粒对传统的绝缘材料进行改进。 在磁性复合材料中，纳米复合材料也具有其优异的性能。 磁性纳米橡胶复合材料的传统用途以冷藏库的库门密封条为代表，但随着高新技术的发展和家用电器进入千家万户，磁性纳米橡胶复合材料的应用也出现日新月异之势，应用领域包括电冰箱密封条、电脑的记忆装置、电视 音响、教具、玩具及医疗器械等。 磁性高分子微球兼具高分子的众多特性和磁性物质的磁响应性，一方面可通过共价键来结合酶、细胞和抗体等生物活性物质，另一方面可对外加磁场表现出强烈的 7 磁响应性，因此，它被用做酶、细胞、药物等的载体广泛地应用到了生物医学、细胞学和生物工程等领域 [13,14]。 此外，它也可以作为有机 无机复合填料，应用于磁性塑料和磁性橡胶领域 [15, 16]。 他们被广泛应用在生物技术和生物医药工程方面，比如细胞分离、免疫酶分离、蛋白分离、靶相药物和生物化学分析。 纳米半导体复合材料：利用纳米半导体复合 材料特殊的电学、光学、力学、磁学以及催化性能，可用作光数据存储器、高速光传输器和吸波材料。 纳米敏感复合材料：纳米材料由于具有大的比表面、高的表面活性、微小的粒径、特殊的物理、化学性质，因此可适用于各种微型的多功能传感器。 国内外的许多研究人员，都对各种材料的压敏、光敏等敏感性陶瓷材料进行了一系列的研究。 耿胜男利用多壁碳纳米管 /硅橡胶复合材料制成压敏元件，在压力作用下，碳纳米管导电网络进行重构，压敏元件在 0110N单轴步进压力下表现正压阻效应，并呈 13型复合状态，且随时间变化的力学行为表现出近似黏弹性体的 应力松弛和蠕变效应。 纳米催化复合材料：通过利用纳米材料的较活泼的化学活性和大的比表面积，把其掺杂在催化剂中，可以明显的提高催化活性。 例如，纳米 Fe、 Ni与 32OFe 混合轻烧结体，可替代贵金属而作为汽车尾气纯净的催化剂，由此可以看出，纳米催化复合材料必将是未来的主要的高效的催化剂。 纳米聚合物复合材料：将纳米颗粒掺杂，分散入聚合物之中，可以使新材料在光、电、磁、医学、军事等各个方面发挥着独特的性能。 如以片层形式存在的粘土在橡胶，具有很 好的阻隔性能，表现为良好的阻燃性，气密性，耐油性和耐油渗透性；纳米氧化锌 /橡胶纳米复合材料在轮胎中的应用表明它能够降低动态生热。 在生物医学方面，郭恩言对于纳米羟基磷灰石 /壳聚糖复合材料的研究已经取得了较大的进展。 纳米羟基磷灰石 /壳聚糖复合材料课获得良好的骨诱导性，匹配的降解速率，但仍存在羟基磷灰石与壳聚糖界面的结合不太理想，粒子分散不均匀、脆性大、力学性能差等问题。 8 国内外对酪氨酸测定方法的研究 氨基酸是蛋白质的基本结构单位，是动物体合成蛋白质的原料来源，属食品、饲料的营养成分，在医学上具有 防病治病的作用，也可作为营养型化妆品的有效成分及合成药物、表面活性剂、其他工业产品的化工原料。 因此，氨基酸分析是工业、农业生产及生命科学研究中最重要的技术之一。 酪氨酸是人体内合成蛋白质所需的重要氨基酸之一 ,对于促进人体的生长发育有着重要的作用。 如果人体内酪氨酸含量失衡，则会出现代谢异常、智力低下、抑郁等疾病 [18]。 酪氨酸是芳香族氨基酸的一种，芳香族氨基酸的代谢情况在肝、肾、神经精神疾病等疾病诊断中有重大意义，而且在多种疾病的诊断治疗和病因学研究上十分关键因此定量分析血液中的芳香族氨基酸不仅在蛋白质化学和 评价病人的营养状况方面十分重要 ,。 因此 ,准确、灵敏地测定人体组织及体液中酪氨酸的含量在营养学、临床医学上都具有重要意义。 目前 ,测定酪氨酸的方法有毛细管电泳法、荧光分析法、分光光度法、高效液相色谱法、电化学法等。 化学法 甲醛滴定法 甲醛滴定法的基本原理是：在接近中性的水溶液中，酪氨酸与甲醛发生氧化反应，生成亚甲基亚氨基衍生物，此生成产物用生物碱进行滴定，就可以得到原样品中酪氨酸的含量。 特点：这种方法操作简单，快捷，方便，但是选择性较差，并且准确度低，滴定的终点不易把握。 凯氏定氮法 凯氏定氮法的基本原理是：通过测定样品中的总的含氮量，然后根据氨基酸在蛋白质中的含氮量，得知氨基酸、蛋白质的总量。 常见的方法有常量法、微量法、自动定氮法、半微量法及改良凯氏定氮法等多种。 特点：这种方法的准确度稍高，但操作步骤复杂，试剂耗量多，测定周期长，并且选择性差。 9 分光光度法 分光光度法的原理：是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法。 大部分的氨基酸在紫外区域内有很少的，甚至没有吸收，只有一小部分在紫外区内有吸收，而且吸收光谱严重重叠，所以，对于大部分的氨基酸不经分离而用紫外分光光度法同时测量，需要采用一定的数学方法 [19]。 目前常用的方法有元线性回归分析分光光度法、目标因子分析分光光度法、卡尔曼滤波分光光度和偏最小二乘法分光光度法等方法。 对于酪氨酸的测定，有人采用了其他的方法，例如三波长风光光度法，双波长紫外吸收法等分光光度法。 特点：比较简单，方便，需要的时间段，但是误差 比较大，又复杂的数学计算过程。 高效色谱法 纸色谱法 纸色谱法是将纸作为载体，纸所吸附的水或者其他溶剂为固定相，展开剂为流动相，由于个各组分在展开剂里面的含量不同，分子量不同等因素而实现分离。 运用此法测定酪氨酸时，可采用不同的层析液和检测用显色剂。 薄层色谱法 薄层色谱法是根据各种氨基酸对于吸附剂表面的吸附能力有差异而进行的。 分离之后可以通过紫外光荧光检测。 特点：分离的速度快，效能高，灵敏度高等优点。 气相色谱，液相色谱，离子色谱法 根据氨基酸 的汽化速率不同，在液体中的分配系数不同以及在电极上面的表现，而分别选用这三种色谱分离法。 用哪种方法是需要根据分析的灵敏度，干扰因素等多种指标与实际需要而选择的。 毛细管电泳法 原理：以高压电场为驱动力，以毛细管为分离的通道，根据各组分的淌度和 10 分配系数的差异，从而实现了分离。 因为酪氨酸属于芳香族氨基酸，所以可采用紫外检测直接测定。 特点：进样少，灵敏度高，分辨率高等优点。 电化学法 电化学分析法是建立在不同的氨基酸在电极上面的电化学性质不同而进行测定的一种仪器分析方法。 对于 酪氨酸而言，其拥有较好的电活性。 特点：简单，灵敏，无污染，并且可以保留样品的完整性，可用于活体生物的分析。 其中 HPLC是分析芳香族氨基酸的常用方法 ,但是样品处理复杂 ,需梯度洗脱 ,衍生产物不稳定 也有研究人员利用芳香族氨基酸在一定的激发光照射下能产生自然荧光的特性来测定 ,获得了较好的结果 ,但是由于它们荧光光谱严重重叠 ,荧光特性不一致而不能在同一波长下同时进行 3种氨基酸的测定 ,因此不能满足某些疾病的临床诊断与监测需要 色氨酸 !酪氨酸和苯丙氨酸都是在紫外区有吸收的常见氨基酸 ,用紫外分光光度法测定时 ,因其吸收光谱严 重重叠。