An ultra-sensitive non-enzymatic hydrogen peroxide sensor based on SiO2-APTES supported Au nanoparticles modified glassy carbon electrode

A novel electrochemical sensor based on (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) functionalized SiO₂ supported Au nanoparticles and Nafion (Nf) as the protective membrane was fabricated for the electrochemical determination of H₂O₂ in contact lens-cleaning solution. The modification steps of glassy carbon working electrode (GCE) were evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV). The amperometric results showed that Nf/[email protected]₂-APTES/GCE sensor can be used to determine H₂O₂ in contact lens solutions with the linear ranges of 14–180 μM and 0.18–7.15 mM, excellent sensitivities of 2514.6 and 894.2 μA mM cm^?2, and a low limit of detection (LOD) of 4.25 μM depending upon signal-to-noise ratio of 3. Nf/[email protected]₂-APTES/GCE exhibited excellent repeatability with relative standard deviation (RDS) of 2.66% and acceptable reproducibility with RSD of 3.35%. The sensor displayed reasonable selectivity in the presence of uric acid, dopamine, ascorbic acid, glucose, mannose, glycine, fructose, histidine, and arginine with RSD less than 2.5%. The fabricated Nf/[email protected]₂-APTES/GCE sensor has been successfully applied to detect H₂O₂ in contact lens cleaning solutions.     

ZnO:Co粉体的制备及其电磁性能研究

目的 制备ZnO:Co粉体,并研究了不同Co掺杂浓度对ZnO:Co电磁特性的影响.方法 采用溶胶.凝胶法制备了ZnO:Co粉体,应用XRD,SEM等手段对产物进行了表征,用波导法测试了ZnO:Co粉体在x波段(8.2GHz～12.4GHz)的电磁参数.结果 各样品均为六方晶系纤锌矿结构的球状颗粒,当掺Co摩尔分数为5%时出现了微量的ZnCo_2O_4,XRD中3个主衍射峰对应的晶面间距随着掺杂浓度的增大而减小.从平均值的角度来看,各组样品具有较大的磁损耗,随着掺杂浓度的增大,ZnO:Co的介电参数(ε',ε"和tanδ_e)减小,而磁参数(μ',"μ和tanδ_u)先增大后减小.结论 此工艺条件下制备的ZnO:Co属于电磁损耗型微波吸收材料.     

基于氨基硅烷磁性纳米粒子修饰的H2O2传感器的研究

以Fe3O4 为核,利用硅烷化的方法合成了氨基硅烷磁性纳米粒子 (A-SMNPs),并将氨基硅烷磁性纳米粒子 (A-SMNPs) 与碳糊按一定比例混合,组成氨基硅烷磁性纳米粒子 (A-SMNPs) 修饰的碳糊电极 (A-SMNPs/CPEs).实验通过电化学阻抗 (EIS),循环伏安和安培检测等方法研究过氧化氢 (H2O2) 在该传感器上的电化学行为.在优化的实验条件下,H2O2的线性检测范围为:8.0×10-5 ～ 14×10-3 mol·L-1,检测限为:4.3×10-5 mol·L-1,此外,该传感器具有响应快、稳定性好和选择性良好的特点.     

Excellent ethanol sensor based on multiwalled carbon nanotube-doped ZnO

Multiwalled carbon nanotubes(MWNTs)were synthesized through CVD method,and the gas sensitive materials MWNTs/ZnO were obtained by mixing MWNTs and ZnO.The gas sensing properties of the as-prepared materials were investigated.The results show that the gas sensing properties of ZnO sensor are significantly improved by doping MWNTs.The sensitivity,response time and recovery time to 50 ppm ethanol at 260°C are 46,4 and 20 s,respectively.We also examined the selectivity of 0.1 wt%MWNTs-doped ZnO sensors to different gases.The results show that the sensor possesses an excellent selectivity to ethanol.     

氧化锌薄膜的制备及掺Co2+对结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶方法在Si(111)衬底上制备了ZnO:Co氧化锌薄膜,利用X射线衍射(XRD)仪和振动样品磁强计(VSM)分别测试了样品的结构和磁性.实验表明,采用溶胶-凝胶方法制备的掺Co2+氧化锌薄膜具有(002)峰的择优取向,同时ZnO:Co薄膜在室温情况下呈现出铁磁性.     

Co、 Al共掺杂ZnO靶材溅射过程中离子与固体相互作用的模拟

根据随机碰撞过程中的级联碰撞原理,跟踪载能粒子在固体内的慢化过程,选用SRIM2008软件模拟了Co、Al共掺杂ZnO靶材在溅射过程中离子与固体相互作用.研究了溅射过程原子的选择性溅射现象,溅射原子的能量、角度分布情况,得出ZnO基靶材溅射过程中离子与固体相互作用的规律.欲获得成分接近Zn0.85Co0.1Al0.05O的薄膜,最佳的溅射工艺条件为:Ar+离子以68°的角度入射,靶材成分采用Zn0.7Co0.23Al0.07O.     

ZnO∶Ga和ZnO∶Co纳米结构双光子荧光特性

利用化学气相沉淀法(CVD),以Au为催化剂,在硅片衬底上制备出了纯ZnO与Ga掺杂ZnO和Co掺杂ZnO的纳米结构产物.对产物进行了物相分析与微观表征,并研究了双光子荧光特性.结果表明:样品均体现了较好的双光子光致发光性能;与纯ZnO纳米棒相比,Ga掺杂ZnO纳米棒在385nm波长处具有很强的紫外发射峰,在520nm波长处具有较强的绿光发射峰;Co掺杂ZnO纳米片在540nm波长处具有很强的绿光发射峰,在385nm波长处具有非常弱的紫外发射峰,且可见光发射强度增高.     

热处理温度及冷却速度对ZnO:Al薄膜性能的影响

采用溶胶一凝胶法在普通玻璃衬底上制备出了Al3+离子掺杂的ZnO(ZnO:Al)透明导电薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针法及紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等分析方法对制备的薄膜进行了表征,研究了热处理温度及冷却速度对ZnO:Al薄膜结晶状况、电阻率、可见光透过率的影响.研究发现:制备的薄膜为具有沿(002)晶面择优取向的ZnO六角纤锌矿结构,适当的热处理温度和冷却速度有利于改善ZnO:Al薄膜的导电性,并且当采用快速冷却时薄膜的导电性明显增强,而透光率略微减小.500℃热处理1 h后,-15℃环境中快速冷却相对于随炉冷却和空气中冷却制备的薄膜电阻率有大幅度的降低,达到0.22Ω·cm,透光率大于80%.     

掺钴氧化锌中氢原子结构稳定性和振动性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法研究了掺钴氧化锌稀磁半导体中氢原子结构稳定性和振动性质.给出了氢各种可能存在的位置,并分析了其稳态及亚稳态几何位型,同时为实验研究提供了其对应的振动频率及O—H键长.基于氢原子具有轻的质量,在振动频率计算中考虑了非谐项的影响.     

Co离子注入对ZnO纳米棒物理性质的影响

采用离子注入方法对ZnO纳米棒阵列进行Co离子掺杂,对比分析未掺杂的和Co离子注入后的微观结构的变化.通过室温光致发光测试比较发现两类样品具有显著不同的结果,分析得出与离子注入后氧空位缺陷的增加有关.同时磁学性能的测试结果表明富含氧空位缺陷的掺杂后的样品有利于实现铁磁性.     

基于离子液体功能化碳纳米管负载金-铂纳米粒子的过氧化氢传感器

采用电化学沉积法将金-铂纳米粒子(Au-PtNPs)负载到离子液体功能化的碳纳米管(MWCNTs-IL)表面,构建了一种新型的过氧化氢(H2O2)传感器,采用循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)对修饰电极进行表征.结果表明,电极表面双金属纳米粒子的存在极大地提高了电极的电化学性能,在最优实验条件下,过氧化氢的浓度与电流在1.0×10-9~1.2×10-7 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系,检出限为4×10-10 mol·L-1.     

硫化镉/Ru(Ⅱ)配合物复合敏化ZnO纳米晶多孔膜电极的光电化学

用光电流作用谱,光电流-电势图和UV-Vis吸收光谱研究了CdS和RuL2(NCS)2(L=2, 2'-bipyriclyl-4-4'-dicarboxylic acid)复合敏化ZnO纳米晶电极的光电化学行为。实验证实采用复合敏化比分别用CdS或Ru(Ⅱ)配合物单独敏化ZnO纳米晶电极效果好,通过复合敏化可防止导带上由光注入产生的电子的反向转移而避免了电子的损失。复合敏化电极使可见光光吸收增加,光电流起始波长红移至大于600nm,光电转换效率明显提高。     

Micro-structure sensors based on ZnO microcrystals with contact-controlled ethanol sensing

ZnO microcrystals are synthesized through a facile solution method and characterized by field-emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, selected area electron diffraction and X-ray diffraction. The ethanol sensing properties of these microcrystals are investigated by spin-coating them on a silicon substrate with Pt electrodes to fabricate a micro-structure sensor. The sensitivity is up to 8 when the sensor is exposed to 50 ppm ethanol, and the response time and recovery time are 10 s and 20 s, respectively. A contact-controlled model is established to explain the sensing properties of the microcrystals, which provides another approach to realize high-performance gas sensors.     

The ultraviolet and blue luminescence properties of ZnO:Zn thin film

The ultraviolet (UV) and blue luminescence of Zn-rich zinc oxide thin film deposited by electron-beam evaporation have been investigated at room temperature (RT). We observed that the UV and blue electroluminescence (EL) emission band centered around 480 nm which is blue shifted in comparison with that of the ZnO thin film prepared by low pressure metal organic chemical vapor deposition (LP MOCVD). The UV emission is much stronger than blue emission in the photoluminescence (PL) spectra. The field-induced ionization of excited luminescent centers of ZnO:Zn thin film at high electric field and the difference between PL and EL are discussed. The experiments show that the ZnO:Zn thin film provides a hopeful new mechanism to obtain UV and blue emission.     

Dawson型磷钼杂多酸膜修饰电极对过氧化氢电催化还原的研究

在玻碳(GC)电极上,用电化学方法将Dawson型磷钼杂多酸制成P2Mo18 GC的过氧化氢传感器,研究了它在0.5mol·L-1H2SO4溶液中的电化学行为及其对酸性水溶液中的H2O2电催化还原作用.发现其ipc与CH2O2在3.45×10-4～5.28×10-3mol·L-1范围内呈良好的线性关系,线性相关系数r=0.998,检测下限8.8×10-5mol·L-1,用于水样中H2O2的测定,结果满意.初步探讨了电催化还原机理.     

聚吡咯H+选择电极的性能研究

采用电化学合成方法制备了聚吡咯H^ 选择电极．利用红外光谱探讨了掺杂不同阴离子聚吡咯膜的结构特征;探讨了聚吡咯电极在pH缓冲溶液中的阻抗谱特征及pH响应机理．比较了各种电极的能斯特斜率、转换系数和温度效应的差异,实验结果表明,未掺杂的聚吡咯(Pt／PPy)对H^ 响应的能斯特斜率、转换系数较掺杂T5O^-离子[Pt／PPy(T5O^-)]和HCO3^-离子[Pt／PPy(HCO3^-)]的要大．     

基于碳纳米笼直接修饰电极的多巴胺电化学传感器

采用模板法制备了直径约100 nm的碳纳米笼(CNCs),透射电镜表征表明制备的CNCs呈空心笼状结构.利用滴涂法将CNCs直接修饰在玻碳电极(GCE)表面,构建了多巴胺电化学传感器(CNCs/GCE).研究表明,CNCs/GCE对多巴胺的电化学氧化具有良好的催化性.最优实验条件下,CNCs/GCE对多巴胺检测的线性范围是8×10~(-8)~2×10~(-4)mol/L,检出限为6×10~(-9)mol/L(S/N=3).结果表明,该多巴胺电化学传感器具有良好的稳定性、重现性和选择性,用于实际样品多巴胺注射液中多巴胺含量的测定,结果令人满意.     

ZnSe:Co2+中四面体络离子(CoSe4)6-的g因子

用双自旋-轨道耦合参数模型和半经验的分子轨道法研究了四面体Td对称晶场中络离子(CoSe4)^6-的EPRg因子。结果较从前的计算更接近实验数据，并表明配体Se对Co^2 的g因子有不可忽略的贡献。     

电化学合成氧化锌纳米线阵列并用于血红蛋白生物传感器的制备

以醋酸锌和醋酸钠为原料,采用控制电量法电化学合成氧化锌纳米线阵列.然后将血红蛋白固定在聚电解质修饰的氧化锌复合膜上,构建了高灵敏度的过氧化氢传感器.实验结果表明：固定在氧化锌纳米线上的血红蛋白呈现出一对较好的近乎可逆的氧化还原峰,较快的电子传递速率,并且对过氧化氢有良好的催化作用.因此,氧化锌纳米线阵列为酶的固定和直接...     

ZnO中若干p型杂质与氢相互作用行为的理论研究

本文综述了我们对ZnO中几种重要的p型受主杂质与H原子相互作用行为的理论研究结果.我们的研究表明,ZnO中H原子可以通过不同的路径迁移到受主杂质（N,Li和Ag）附近,形成稳定的NO-H,LiZn-H和AgZn-H复合体.我们进一步发现在这些复合体形成的过成中,H原子所需克服的能量势垒几乎不超过0.5eV,但NO-H,LiZn-H和AgZn-H复合体的离解所需要的激活能却分别为1.25-1.48eV,1.10-1.35eV,1.10-1.30eV.这表明ZnO中H原子和p型受主杂质形成的复合体在室温下能稳定存在.此外,我们也介绍了这些复合体的电子结构和振动性质.