納米氧化鈦-β-環(huán)糊精膜光電化學傳感器的研究.pdf

1、光電化學型半導體傳感器是一種利用半導體的光電特性來檢測與光生電流或光生電壓相關的待測物質濃度及生化過程參數的分析新技術。隨著新型半導體功能材料及相關加工技術的不斷涌現(xiàn)，光電化學型半導體傳感器已在微型化、集成化、多點及多參數測量方面顯現(xiàn)出優(yōu)勢，將納米半導體材料應用于光電化學傳感器領域的研究，有望在復雜體系中實現(xiàn)在線高靈敏、快速測定，在生物、醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測、食品等領域顯示出更加廣闊的應用前景。本研究將納米材料技術與光電化學傳感器結合在一起，

2、主要做了以下三方面的工作： 1、采用溶膠-凝膠法在金電極上逐層自組裝了納米TiO2/β-CD膜，利用石英晶體微天平現(xiàn)場技術(QCM)、電子能譜圖掃描、電鏡掃描、紅外光譜等手段考察了納米氧化鈦與環(huán)糊精自組裝過程，證明了β-CD羥基與TiO2表面羥基存在分子間締合；對納米TiO2與β-CD組裝機理進行了推斷，根據β-CD上伯羥基活性較高和TiO2表面吸附羥基的作用原理，提出了β-CD與TiO2組裝膜的結構形式。 2、以甲基橙

3、為目標物，采用電化學體系在納米TiO2/β-CD膜電極上進行光電催化降解反應研究，比較了復合薄膜在電催化、光催化、光電催化體系中光電催化降解效率；在光電催化體系中考察了電壓、pH值、β-CD的摻入對光電催化降解效率的影響。實驗結果表明：隨著外加電壓的增加，甲基橙的降解率在100min內從53.4％提高到91.8％，但是偏電壓也不是越高越好，當外加電壓達到一定值時，光生載流子已達到充分分離，形成飽和的光電流。因此，在光電流接近飽和狀態(tài)時，

4、繼續(xù)增加電壓對光電催化反應速率提高幅度不大；溶液的pH值對光電催化反應有較大的影響，酸性條件有助于光電催化降解有機物；由于β-CD的包合作用，改善了TiO2的表面特性，增加了包合物的客體與TiO2的相互作用，提高了TiO2對包合物中的有機物催化降解效率。 3、制備了基于逐層自組裝納米TiO2/β-CD膜光電化學傳感器，并將其用于水體化學需氧量(COD)的測定。實驗證明納米TiO2/β-CD膜電極比單純的TiO2膜電極具有更好的光