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二氧化铈形貌控制及其电化学性能研究进展

二氧化铈制备、表征及其电化学性能研究进展

1 前言

二氧化铈是一种重要的稀土氧化物功能材料，纳米CeO2保留了稀土元素具有独特的f层电子结构，晶型单一，具有高的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等特性，因此就产生了许多与传统材料不同的性质。纳米CeO2有宽带强吸收能力，而对可见光却几乎不吸收，当其被掺杂到玻璃中，可使玻璃防紫外线，同时不影响玻璃本身的透光性[1,2]。另一方面，CeO2还是很好的玻璃脱色剂，可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而达到脱黄绿色效果。作为一种催化剂，二氧化铈的催化性能受其尺寸、形貌以及掺杂元素的影响，而其中掺杂元素对其尺寸、形貌也有影响[3]。在汽车尾气净化的三效催化剂（三效催化剂的特性是用一种催化剂能同时净化汽车尾气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CnHm)和氮氧化物(NOx)）中，它是一种重要的组分。由于纳米CeO2的比表面积大、化学活性高、热稳定性好、良好的储氧和释氧能力，可改变催化剂中活性组分在载体上的分散情况，明显提高其催化性能，并能提高载体的高温热稳定性、机械性能和抗高温氧化性能。CeO2还在贵金属气氛中起稳定作用，提高CO、CH4及NOx的转化率，并使催化剂保持较好的抗毒性及较高的催化活性[4]。CeO2还应用于许多领域，如抛光粉、荧光粉、储氢材料、热电材料、燃料电池原料(SOFCS电极)[5,6]、光催化剂[7]、防腐涂层、气体传感器[8,9]等方面。因此，纳米化的CeO2将在高新技术领域发挥更大的潜力。

2 二氧化铈的研究进展

对于环境和能源相关领域的应用来说，可控合成二氧化铈纳米结构材料是一个势在必行的问题。由于颗粒尺寸的减小，纳米固体通常具有高密度表面。因此，相对于普通材料来说，纳米结构二氧化铈吸引很多关注和研究，以提高其氧化还原性，输运性能和电化学性能。

在过去的十年中，有大量的关于纳米结构二氧化铈及其应用的文章发表。特别地，Traversa 和Esposito[10]研究了二氧化铈微结构在特殊离子器件中的运用，通过粉末尺寸、掺杂物含量和烧结温度/时间因素联合作用进行调节。Bumajdad等[11]综述了在胶体分散体系中合成具有高表面积的二氧化铈作为催化材料的最新研究。Guo和Waser[12]综述了受主掺杂二氧化锆和二氧化铈晶界的电性能。Yan等[13]大量综述了控制合成和自组装二氧化铈基纳米材料。Yan课题组还演示了在合成和自组装纳米晶过程中对配位化学原理的应用，尤其是配位效应对结构/微结构/纹理，表面/界面，颗粒尺寸/形貌的控制[14]。另外，Vivier和Duprez[15]综述了二氧化铈基固体催化剂在各种有机合成反应中的应用。

2.1 纳米二氧化铈的制备

在过去的二十年里，有许多研究关于制备二氧化铈纳米颗粒及其形貌控制。合成方法有：沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、热分解法、水解法、气相冷凝法、超声化学合成等等。普遍认为从液相中析出固体晶体包括两个步骤：成核与生长。研究发现，成核的晶种、动力学控制、温度、通过使用表面活性剂调节表面的选择性活化能是影响各向异性生长的关键因素。通过精确地平衡和控制这些参数，可实现纳米晶形状的有效控制。通过控制合成进程使二氧化铈具有理想的形貌和微观结构，并有效地控制其氧空位，就能够合理地设计出高活性的二氧化铈应用材料。

（1）一维纳米结构二氧化铈的合成

一维纳米结构二氧化铈（如纳米线、纳米棒和纳米管）因其新颖的物理性能和潜在的应用已被仔细地研究。为研究材料的尺寸和维度对其物理和化学性能的影响提供了机会[16]。对于纳米器件来说，一维纳米结构材料也是具有应用前途的。通过各向异性生长获得一维纳米结构，从热力学和动力学的角度控制其生长的途径，影响其生长的可控制因素主要有溶剂、表

面活性剂、矿化剂、浓度、温度等等。Sun等人通过液相路线首次使用琥珀酸二异辛酯磺酸钠作为结构导向剂合成出了多晶二氧化铈纳米线[17]。高倍TEM照片清晰地显示纳米线由许多微小的颗粒组成。多孔的纳米线能够使得气体进入其内部，这样气体就接触到二氧化铈纳米颗粒的所有表面。另外Sun等人也通过溶剂热法制备二氧化铈纳米棒[18]。TEM结果显示二氧化铈的横截面为矩形，表明每个纳米棒有四个侧面，合成的二氧化铈纳米棒为单晶结构，其优先生长方向为{001}。该二氧化铈纳米棒具有晶面{001}和{110}[18]。典型的纳米棒的二维晶格照片显示，其生长轴垂直于电子束。Han等人[19]通过两步法合成二氧化铈纳米管，首先在100°C下沉淀，然后在0°C下陈化45天。合成两种一维纳米结构的CeO2-X，分别为具有一致晶格截面的纳米线和具有圆柱形结构的纳米管。Tang等人[20]在无氧条件下，通过碱热处理过程制备了环形层状结构的Ce(OH)3纳米管，通过热处理Ce(OH)3制得二氧化铈纳米管。然而，这些方法既费时又对设备有特殊的要求。Zhou等人[21]报道了通过氧化协调辅助溶解Ce(OH)3纳米管和纳米棒合成了二氧化铈纳米管，该方法简单有效。

（2）二维和三维纳米结构二氧化铈的合成

近年来，因为二维纳米片的特殊属性，受到了很多关注。最近，Murray报道了在矿化剂存在的条件下，利用一个简单的液相合成方法制备出超薄的二氧化铈纳米片[22]。这方法容易通过改变反应参数进行纳米片形貌的控制，比如改变反应时间、浓度和前驱体配比等等。获得的二氧化铈纳米片理论上具有很高的表面积与体积之比以及拥有理想的{001}面，与通过其他方法制备的三维二氧化铈纳米材料相比，表现出更高的氧存储能力。对于合成此二氧化铈纳米片来说，矿化剂焦磷酸钠的引入是关键，它的一个作用是加快了二氧化铈结晶过程，另一个作用是控制二氧化铈纳米晶的形貌。当不使用矿化剂时，二氧化铈纳米晶的产率非常低，其形貌也不受控制[22]。Yan课题组[23]在油酸和油酰胺的混合溶剂中通过热分解苯甲酰丙酮酸配合物合成了高分散晶度的稀土氧化物纳米多面体、纳米片和纳米盘。由于金属阳离子的本身特性和溶剂的选择性吸附效应使得获得的纳米晶具有不同的形貌。这些纳米晶表现出惊人的自组装能力，从而形成大面积纳米阵列。Hyeon等人[24]利用硝酸铈和二苯醚的非水解溶胶-凝胶反应，在适当的表面活性剂存在的条件下，合成了均匀尺寸的类球形、电线形和蝌蚪形二氧化铈纳米晶。Xia课题组通过简单的水溶液路线合成出单晶二氧化铈超薄纳米片，厚度大约2.2 nm，横向尺寸达到4 μm[25]。他们发现二氧化铈纳米片的形成经历两个过程，首先发生的是二氧化铈纳米晶的二维体形成，紧接着发生原位再结晶过程。这个合成过程中使用注射泵缓慢加入硝酸铈前驱体是二氧化铈纳米片形成的关键。Gao课题组通过一锅法合成了形状和尺寸可控的二氧化铈纳米立方体[26]。其中二氧化铈纳米颗粒的形状和尺寸可通过改变反应体系中反应物的浓度、稳定剂的量和水与甲苯的比例来进行的调节。由于此体系中通过定向聚集来调控前驱体生长，所以合成的二氧化铈纳米立方体展现出奇特的结构属性（粗糙的{200}面）[26]。Tong等人[27]发展了电化学沉积路线，在室温下制备出具有分层多孔的二氧化铈和Gd掺杂的二氧化铈，从而为合成多孔二氧化铈和具有泡沫形纳米结构的Gd掺杂的二氧化铈提供了一条温和的低成本路线。制备出的分层多孔Gd掺杂的二氧化铈纳米结构明显示出较强的光学和磁学性质。

作为多功能催化剂和催化剂载体，介孔二氧化铈表现出很大的潜力，主要是因为它的高表面积和活性组分在其表面分散程度增大[28]。然而，却存在一个比较严重的问题是其热稳定性较差，主要原因是高温下表面活性剂去除的过程中其结构发生坍塌[29]。因此，设计具有优良的热稳定性的介孔二氧化铈是高性能催化剂的重要发展。为了解决这个问题，Sun等人发展了一个新颖的水热法，用该方法制备了单分散花状微纳米结构二氧化铈微球[30]。获得此二氧化铈微球具有开放的三维多孔结构和空心结构，纳米片作为花瓣构成花状微球，纳米片平均厚度为20 nm。此二氧化铈微球具有较高的表面积（92.2 m2 g-1）、大孔容（0.17 cm3 g-1）和显著的稳定性。通过对在不同反应时间获得的产品的形貌以及对液相产物的GC-MS分析

结果来推测花状二氧化铈微球的形成机理，主要包括四个过程：（1）聚合沉淀反应，（2）水热条件下的变质重构，（3）矿化，（4）煅烧。运用该方法可合成花状La2O3[31]和掺杂的二氧化铈微球[32]。在催化一氧化碳氧化[32]和烃类重整反应时，此种二氧化铈材料高的表面积赋予其高的催化反应活性。在固体氧化物燃料电池运用钌负载的花状二氧化铈阳极层催化剂表现其卓越的动力学性能[33]。此外还发现钐掺杂二氧化铈微球联合银在中温固体氧化物燃料电池中作为阳极时对氧还原反应具有高活性[34]。

像在纳米尺度上具有相关结构的模板内填充另外一种材料或前驱体，随后去掉最初的模板的过程称为纳米铸造过程[35]，利用硬模板法通过纳米铸造路径为设计具有多功能属性的高度多孔固体是一种创新的思路。Chane-Ching等人利用两步组装路线合成二维和三维纳米结构材料，此纳米结构材料由功能化的纳米颗粒自组装而成，同时具有大表面积[36]。在他们的工作中，使用表面活性剂的基团对二氧化铈纳米颗粒进行功能化。基于胶体纳米颗粒的协作自主装，获得了二氧化铈六方阵列，加热到500 °C时阵列的对称性仍然得以保留。Li课题组使用一种简单的水解过程在乙二醇中制备出了球形和近似立方形的单分散二氧化铈胶质纳米晶[37]。随后，通过胶体二氧化铈制备出内外部不同形貌的Ce1-xZrxO2和CeO2@Ce1-xZrxO2纳米笼，在此过程中，二氧化铈即作为化学前驱体也作为物理模板，其形成机理可用柯肯达尔效应进行解释。这条路线在控制固溶体的尺寸、形状和化学成分方面显示了巨大的灵活性[37]。最近，Ji等人采用立方相Ia3d介孔MCM-48二氧化硅通过纳米铸造法制备了有序介孔二氧化铈[38]。由于控制纳米晶的尺寸而形成更多的表面空位，获得的介孔二氧化铈在UV-vis光谱中发生蓝移。与相应的无孔类似物和标准参考的二氧化铈材料相比，介孔材料对酸性橙、非生物降解的偶氮染料和目标污染物的分解表现出明显增强的光催化活性。

2.2 纳米二氧化铈电化学研究进展

近年来人们对纳米材料的兴趣大大增加了，原因之一是在电极修饰方面具有潜在的运用，经过纳米材料修饰后的电极往往表现出增强的电极导电率，促进电子的转移，提高分析的灵敏度和选择性[39]。由于纳米材料的物理和化学性能强烈依赖于它们的结构、尺寸和形貌，因此不同纳米材料修饰的电极必然表现出独特的电化学特性。在过去的几年里，许多研究已经关注使用纳米粒子修饰电极作为化学/生物传感器，例如，用金纳米颗粒修饰电极进行基因分析[40]，用铂纳米颗粒和碳纳米管修饰电极制备灵敏的H2O2传感器[41]等等。

纳米材料的大表面积可以提供一个更好的场所来固定所需的蛋白质，使得单位颗粒固载的蛋白质的量增多。此外，蛋白质分子与纳米材料表面的多点接触减少了蛋白质的展开，从而加强了蛋白质在纳米颗粒表面附着的稳定性。蛋白质附着在纳米颗粒上之后降低了自由蛋白质的潜在聚集的趋势，从而加强其与电极之间的相互作用。金属氧化物纳米颗粒如氧化锌、二氧化铈、氧化铁、二氧化锡、二氧化钛和氧化锆已被发现具有大表面体积比、高表面反应活性、高催化效率和超强吸附能力，这些良好的性能使得它们成为构造生物传感器的潜在材料。电极是燃料电池中十分重要组成部分，达到纳米级别后的一些氧化物具有独特的热力学和离子迁移性能。在金属氧化物纳米颗粒中，二氧化铈由于其独特的性能吸引了很多人的兴趣，这些性能包括高的机械强度、氧离子传导性、高的等电点、生物相容性、高吸附能力和氧储存能力。二氧化铈在pH为7.0时具有很高的等电点（IEP=9.2）。二氧化饰达到纳米级别后，其离子导电性亦受到明显的影响，电子晶界电阻减小，电导率提高了4个数量级左右。人们注意到二氧化铈纳米颗粒的正电荷表面能够被用来绑定带负电荷的生物传感分子。此外，二氧化铈的无毒性、高化学稳定性和高电子转移能力使其成为固定所需的生物分子发展植入式生物传感器的理想材料[42-44]，而这些性能也是发展理想的生物传感器所需的[42]。李等人用二氧化铈颗粒构造出血红蛋白电子转移的生物传感器，结果显示血红蛋白不仅能有效地与电极表面进行直接电子转移，而且能够保持其生物催化活性[43]。Mehta等人报道了新颖的

多价二氧化铈基过氧化氢生物传感器，作为三终端测量电流的传感器加以运用[44]。人们注意到，为了发展生物传感器，二氧化铈纳米颗粒已经被利用来制备有机-无机纳米复合材料的系统中[42]。Feng等人已经制备出纳米多孔二氧化铈/壳聚糖复合材料用于固定单股DNA 探针来检测癌基因[42]。在这篇文章中，首次开发出一种有效的基于纳米多孔二氧化铈/壳聚糖复合薄膜的DNA固定阵列用于构建结肠直肠癌DNA生物传感器。实验结果表明经过纳米二氧化铈掺杂的壳聚糖薄膜修饰的电极与仅用壳聚糖修饰的电极相比，显示出更强的电信号。复合薄膜能够有效地增加ssDNA探针的固载和提高生物传感器的响应性能。该DNA生物传感器能够完全区分互补的目标序列和四个基质不匹配的序列，在检测与大肠直肠癌基因相关的目标序列时，此传感器表现出相对较宽的线性范围（1.59 × 10?11 - 1.16 × 10?7 mol L?1）、较低的检测限、高灵敏度和令人满意的重现性。Qiu等人[45]以纳米复合材料为基础发展了一种新颖的肌红蛋白Mb电化学生物传感器。该纳米复合材料以二氧化铈纳米颗粒覆盖在多壁碳纳米管上制备而成。紫外和电化学测试表明此复合材料可提供一个能够固定Mb的生物相容性阵列，也能够促进Mb的电活性中心与电极表面的直接电子转移。对于过氧化氢HP 的还原反应，固定的Mb展示了优秀的电催化活性。低表观米氏常数63.3 μM表明Mb对于HP高的生物活性和强的亲和性。该研究表明此纳米复合材料对于蛋白质的固定和第三代生物传感器的制备来说具有广阔的应用前景。

3.总结

由以上文献分析可以看出，有关纳米二氧化铈的研究大部分还处在探索阶段，相关的理论还不够成熟。尤其以下几个方面更需要进一步的探索：（1）能否找到一种成本低、工艺简单、且能够获得性能优异，形貌良好的纳米二氧化铈的制备方法。（2）掺杂其它元素对二氧化铈性能之影响的研究还需进一步系统化。（3）经过纳米二氧化铈修饰后的电极往往表现出增强的电极导电率，同时促进电子的转移，提高分析的灵敏度和选择性。纳米二氧化铈的复合材料对于蛋白质的固定和第三代生物传感器的制备来说具有广阔的应用前景，这一方面仍然存在问题还需要进一步研究。

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我国电化学生物传感器的研究进展.

第12卷第6期重庆科技学院学报(自然科学版2010年12月收稿日期:2010-07-20 基金项目:重庆市教委科学技术研究资助项目(KJ101315 作者简介:刘艳(1968-,女,四川乐山人,副教授,研究方向为电化学传感器。在生命科学研究和医学临床检验中,需对各种各样的生物大分子进行选择性测定。据统计,全世界每年要进行数亿次免疫学和遗传学病理检验。常用的检验小型化分析装置和检测方法,成为目前现代分析化学研究领域的前沿课题。 1962年,Clark 提出将生物和传感器联用的设想,并制得一种新型分析装置“酶电极”。这为生命科学打开一扇新的大门,酶电极也成为发展最早的一类生物传感器。生物传感器结合具有分子识别作用的生物体成分(酶、微生物、动植物组织切片、抗原和抗体、核酸或生物体本身(细胞、细胞器、组织作为敏感元件与理化换能器,能产生间断的或连续的信号,信号强度与被分析物浓度成比例。电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当前,电化学生物传感器技术已在环境监测、临床检验、食品和药物分析、生化分析[2-4]等研究中有着广泛的应用。本文在此综述电化学生物传感器的工作原理、分类及几个当今研究的热点。 1 电化学生物传感器概述 1.1 电化学生物传感器的原理电化学生物传感器是将生物活性材料(敏感元

件与电化学换能器(即电化学电极结合起来组成的生物传感器。当电化学池中溶液的化学成分变化时,电极上流过的电流或电极表面与溶液的电势差会随之发生变化,这样通过测定电流或电势的变化就可以获取溶液成分或相应的化学反应的变化信息。电化学生物传感器是在上述电化学传感器原理的基础上,以具有生物活性的物质作为识别元件,通过特定反应使被测成分消耗或产生相应化学计量数的电活性物质,从而将被测成分的浓度或活度变化转换成与其相关的电活性物质的浓度变化,并通过电极获取电流或电位信息,最后实现特定物质的检测。如图1所示,这类传感器中使用的生物活性材料包括酶、微生物、细胞、组织、抗体、抗原等等。图1电化学生物传感器的工作原理 1.2电化学生物传感器的类别生物传感器主要包括生物敏感膜和换能器两部分。按照敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学DNA 传感器等,其中酶电极由于其高效、专一、反应条件温和且具有化学放大作用而成为电化学生物传感器的研究主流。按照检测信号的不同,电化学生物传感器可分我国电化学生物传感器的研究进展刘艳 (长江师范学院,重庆408100 摘

电化学分析技术.

第五篇电化学分析技术第一章电分析化学导论电化学分析是利用物质的电化学性质来测定物质组成的分析方法。电化学性质表现于化学电池中，它包括电解质溶液和放置于此溶液中的两个电极，有时还包括与之相连系的电源装置。化学电池本身能输出电能的，称为原电池；在外电源作用下，把电能转换为化学能的称为电解池。电解池和原电池中发生的一切电现象，如溶液的导电、电极与溶液界面间的电位、电流、电量、以及电流~时间曲线、电流~电位曲线等都与溶液中所存在的电解质的含量有关。研究这些电现象与溶液中电解质浓度之间的关系是电化学分析的主要内容之一。因为电化学分析就是利用这些关系把被测物质的浓度转化为某种电讯息而加以测量的。在不同讯息的转换中，力图准确、灵敏并应具有一定的特效性，才能应用于分析。为此目的，电化学分析还应注意改进所使用的测量仪器以及实验方法和技术，因此本课程应当包括方法原理，仪器测量技术和实际应用等方面。 §1.1 电分析化学的发展电分析化学的发展具有悠久的历史，它与化学、物理、生物、计算机等学科的发展紧密相关。早在1801年，铜和银的电解定性分析就已问世，经过半个多世纪才将电解分析用于铜的定量测定。1893年、1910年和1913年相继出现了电位分析、电导分析和库仑分析。1920年成功制备了pH 玻璃电极，简捷地测定了溶液pH。这是一个重要的发明，它推动了整个分析化学的发展，并为电位分析中酸碱滴定创造了重要的条件。1922年捷克化学家J Heyrovsky 首创极谱分析，标志着电分析方法的发展进入了新的阶段。此后相继出现了交流示波极谱、交流极谱、方波极谱和脉冲极谱等。1964年日本留学生Kuwana在R N Adams教授指导下，将电化学与光化学结合，提出了光谱电化学。1966年S Frant和J Ross首创固态膜和单晶(LaF3）膜的F－选择性电极。此后在世界范围内出现了研究离子选择性电极的热潮，制成了多种多样的阳离子和阴离子的选择性电极。1972年K B Oldham等和1975年M Goto等先后提出了卷积伏安法和去卷积伏安法。1973年R F Lane和A T Hubbard利用铂电极表面吸附具有不同基团的烯属类化合物，再吸附磺基水杨酸根，制成了第一支吸附型的测定Fe(Ⅲ)的化学修饰电极。这种电极突破了电极上电子授受的单一作用，通过物理的、化学的手段在电极表面接上

有机电化学合成及研究进展

有机电化学合成及其发展方向摘要介绍有机电化学合成的原理，研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。关键词有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Abstract In this paper，the principle and the research method of organic electro- ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co- mparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry; 引言部分以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1]。有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比，有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的，一般无需加入氧化还原试剂，可在常温常压下进行，通过调节电位、电流密度等来控制反应，便于自动控制。这样，简化了反应步骤，减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求，而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说，有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学，中国走可持续发展战略，在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的

仪器分析试题库

复习题库绪论 1、仪器分析法：（）2、以下哪些方法不属于电化学分析法。 A、荧光光谱法 B、电位法 C、库仑分析法 D、电解分析法（）3、以下哪些方法不属于光学分析法。 A、荧光光谱法 B、电位法 C、紫外-可见吸收光谱法 D、原子吸收法（）4、以下哪些方法不属于色谱分析法。 A、荧光广谱法 B、气相色谱法 C、液相色谱法 D、纸色谱法 5、简述玻璃器皿的洗涤方法和洗涤干净的标志。 6、简述分析天平的使用方法和注意事项。第一章电位分析法 1、电化学分析法： 2、电位分析法： 3、参比电极： 4、指示电极： 5、pH实用定义：（）6、以下哪些方法不属于电化学分析法。 A、荧光光谱法 B、电位法 C、库仑分析法 D、电解分析法（）7、在电位分析法，作为指示电极，其电极电位应与测量离子的活度。 A、符合能斯特方程式 B、成正比 C、与被测离子活度的对数成正比 D、无关（）8、饱和甘汞电极的外玻璃管中装的是。 A、0.1mol/L KCl溶液 B、1mol/L KCl溶液 C、饱和KCl溶液 D、纯水（）9、关于pH 玻璃电极膜电位的产生原因，下列说法正确的是。 A、氢离子在玻璃表面还原而传递电子 B、钠离子在玻璃膜中移动 C、氢离子穿透玻璃膜而使膜内外氢离子产生浓度差 D、氢离子在玻璃膜表面进行离子交换和扩散的结果（）10、下列不是直接电位法中常用的pH标准缓冲溶液。

A、pH=4.02 B、pH=6.86 C、pH=7.00 D、pH=9.18 （）11、实验室常用的pH＝6.86（25℃）的标准缓冲溶液为。 A、0.1 mol/L 乙酸钠+ 0.1 mol/L 乙酸 B、0.025 mol/L 邻苯二甲酸氢钾 C、0.1 mol/L 氢氧化钠 D、0.025 mol/L 磷酸二氢钾和磷酸氢二钠（）12、pH复合电极的参比电极是。 A、饱和甘汞电极 B、银－氯化银电极 C、铂电极 D、银电极（）13、经常不用的pH复合电极在使用前应活化。 A、20min B、30min C、12h D、8h （）14、pH复合电极在使用前应用下列哪种溶液活化。 A、纯水 B、饱和KCl 溶液 C、0.1mol/L KCl 溶液 D、0.1mol/LHCl溶液（）15、已知待测水样的pH大约为5左右，定位溶液最好选。 A、pH4 和pH7 B、pH2 和pH7 C、pH7 和pH9 D、pH4 和pH9 （）16、已知待测水样的pH大约为8左右，定位溶液最好选。 A、pH4 和pH7 B、pH2 和pH7 C、pH7 和pH9 D、pH4 和pH9 （）17、用离子选择性电极进行测量时，需用磁力搅拌器搅拌溶液，这是为了。 A、减小浓差极化 B、加快响应速度 C、使电极表面保持干净 D、降低电极电阻 20、一般测量电池电动势的电极有电极和电极两大类。 21、直接电位法中，常用的参比电极是，常选用的敏感电极是。 22、在电位分析法中，对参比电极的主要要求是电极的电位已知且，最常用的参比电极有电极和电极。 23、电位分析法是通过测定来求得物质含量的方法，此方法又可分为电位法和电位法两大类。 25、溶液pH测定的基本原理是什么？怎样用pH计测定溶液的pH值？ 28、玻璃电极与饱和甘汞电极组成化学电池，在25℃时测得pH=4.00的标准缓冲溶液的电池电动势为0.209V。当下列未知溶液的电动势为：（1）0.088V；（2）－0.17V，求未知溶液的的pH 值。（10分）

电流型电化学传感器的研究进展

电流型电化学传感器的研究进展作为一种新科技革命和信息社会的重要技术基础，传感技术已成为人们现代生活的重要组成部分。近年来，电化学传感器的研究受到人们的广泛关注。电极系统组成、电极类型、电解液等重要组成部分的选择对于电流型传感器的性能影响尤为关键。文章详细总结了电流型电化学气体传感器的发展状况，阐述了电极系统、电解液类型对传感器性能的影响，并讨论了电流型传感器的未来发展和应用前景。标签：传感器；电极；电解液 1 概述传感器是一种能感应信息并将其转换为可测量信号的器件[1]。作为一种新技术革命和信息社会的重要基础技术，传感器的发展特别迅速，已成为人们现代生活的重要组成部分[2]。按照感性信号不同，传感器可分为物理传感器和化学传感器，化学传感器可以详细划分为电化学式传感器、光学式传感器、热学式传感器和质量式传感器等。其中电化学传感器由于其敏感度高、能耗低、信号稳定等特点，被广泛使用[3，4]。电化学传感器是目前发展最为成熟和应用最广的一类传感器[5]，按照其输出信号的不同可以分为电位型电化学传感器、电流型电化学传感器和电导型电化学传感器[6]。其中电位型傳感器是基于电极电势与被测组分浓度之间的关系，通过电极电势的变化来感知浓度的变化。电导型传感器是基于被测物质氧化或还原后电解质溶液电导变化实现检测的。本文主要介绍电流型传感器及其性能影响因素。 2 电流型传感器电流型传感器是在电位恒定的条件下，使被测物发生定电势电解，基于扩散控制条件下极限电流与浓度的线性关系，从而检测被测物质组分的实时变化的一类传感器[7]。通常也被称为控制电位电解型气体传感器，这种传感器包括供气体进入的气室或薄膜、电极、离子导电性的电解质溶液几部分。电流型传感器是当前业内应用最为广泛的传感器。电流型传感器的工作过程一般包括被测气体进入传感器气室；待测物质通过反应气室到达透气膜附近，并向电极-电解液界面扩散；电活性物质在电解液中溶解；电活性物质在电极表面吸附；扩散控制下的电化学反应；产物脱附；产物离开电极表面的扩散；产物的排除等过程。 3 性能影响因素影响传感器性能的最主要因素包括电极因素和电解液因素两部分，电极因素

电化学分析法(最全)汇总

电化学分析法 [日期：2011-06-24] 来源：作者：[字体：大中小] 电化学分析法（electroanalytical chemistry）是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分，根据被测组分的电化学性质，通过测量某种电参量来求得分析结果的。电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型，是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的，这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等；第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示，所以又称为电容量分析法，如电位滴定法、电导滴定法等；第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相，然后用重量法测定其质量，称为电重量分析法，实际上也就是电解分析法。电化学分析法与其他分析方法相比，所需仪器简单，有很高的灵敏度和准确度，分析速度快，特别是测定过程的电信号，易与计算机联用，可实现自动化或连续分析。目前，电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。第一节电势分析法电势分析法是一种电化学分析方法，它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差)，以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。直接电势法是根据测量原电池的电动势，直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来，由于离子选择性电极的迅速发展，各种类型的离子选择性电极相继出现，应用它作为指示电极进行电势分析，具有简便、快速和灵敏的特点，特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此，直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确，但操作相对麻烦，并且需要仪器，所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂，或者待测液混浊、有色，不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。基本原理在电势分析法中，构成原电池的两个电极，其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化，称为指示电极；而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响，具有恒定的数值，称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池，通过测量原电池的电动势，即可求得被测离子的活度(或浓度)。例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M，根据能斯特公式，其电极电势可表示为：

电化学合成技术研究进展

电化学合成技术研究进展摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文重点介绍了在溶液体系和熔盐体系中一些材料的电化学合成的合成工艺研究进展。最后展望了电化学合成的发展前景。关键词：电化学合成氧化还原合成工艺 1溶液体系的电解合成 1.1 金属及合金的电沉积金属电沉积，主要是在外加电场的作用下，金属或其合金从电解质中以晶体形式沉积。它包含了电镀、电提取、电解精炼等多种电沉积方式，是目前电化学合成金属材料的主要方法之一。其中电镀要求沉积金属与基体结合牢固，结构致密，厚度均匀，多用于表面工程处理，合成膜材料；其余两种方法则对合成产物与基体的结合力无特殊的要求，多用作材料的制备。用电解法制备的金属产品的优点主要是：产物的纯度高，控制电解条件可制得不同聚集态的金属，另外还可制备合金、金属镀层膜材料、有色金属的冶炼和提纯。 1.2 特殊高价态元素化合物的电氧化合成 19世纪初期，Rheinold和Erman发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂。若要进行一个氧化反应，就必须找到一个强的氧化剂。但是若需要制备这些强的氧化剂，则很难再找到更强的氧化剂，因此，必须采用电化学方法。高锰酸钾是重要的锰化合物之一，目前，电解法制备高锰酸钾的优点是利用率高、能耗少。由于在电解过程中，阳极表面容易形成一层钝化膜，阻止阳极的进一步溶解，导致电流效率不高。Bouzek分别采用电解前阳极的阴极极化和交直流叠加的方法，提高了电解效率。Denvir等发现随着阳极中碳含量的增加，相应制备的高铁酸盐产率也有所提高。 1.3 低价态元素化合物的电还原合成阳极能够制备高价态的氧化剂，而阴极则可以进行电还原反应，制备特殊低价态的元素化合物。曾海燕以活性炭纤维作为阴极，钛钌网作为阳极，无水硫酸钠作为溶液电解质，通过硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值，保持恒温的条件下电解后制得H2O2。半导体材料Si 的制备目前主要依据西门子法获得，林会会选用价格相对低廉的SUP13Cr不锈钢作为工作电极，在室温条件下非水溶剂碳酸丙烯酯中利用电化学方法还原SiCl 4在室温下获得沉积Si。范小振利用草酸的电还原成功地制备了羟基乙酸，是一种有机合成中间体和化工产品，应用很广，可用于医学工程材料和高分子材料等领域。一种重要的有机精细化工中间体-对氨基苯酚（PAP）可利用硝基苯电解还原法制取，与传统的化学制备方法相比具有污染较少，产品品质高，工艺简单等优点。但是这种方法的关键问题在于硝基苯在介质中的溶解度很小，而电解合成中只有溶解的硝基苯才能有效的参与反应，Noman在含7%的硝基苯中，以硫酸作支持电解质的电解液中加入氧化二甲基十二烷基胺，作为表面活性剂，以Cu（Hg）为阴极，PAP的产率高达95%。目前，电化学方法合成有机物的报道较多，主要是利用较为廉价的有机原料（如草酸，葡萄糖等）通过电还原制备附加值较高的电化学中间体，这种方法工艺简单，节能环保，应该在以后的生物医学、高分子材料等领域发挥越来越大的作用。1.4 纳米金属氧化物的电化学合成电化学合成是制备纳米材料的一种新思路，能够有效地控制合成产物的成分和形貌。金属氧化物是一类重要的功能材料，常需要达到纳米尺度才能表现其具备独特的物化性能。如廖学红在不同配位剂存在下,用电合成方法制备出球形银纳米粒子和树枝状的纳米银;Switzer率先介绍了用电化学的方法合成陶瓷薄膜和多晶粉体，并电解硝酸铈合成了纳米级CeO2粉体。周幸福率先实现了在非水体系中电解金属直接水解法制备纳米NiO 粉体。

超级电容器材料电化学电容特性测试

华南师大学实验报告学生:蓝中舜学号：20120010027 专业：新能源材料与器件勷勤创新班年级、班级：12新能源课程名称：化学电源实验实验项目：超级电容器材料电化学电容特性测试实验类型：验证设计综合实验时间：2014年5月19日-26日实验指导老师：易芬云组员：吕俊、郭金海、余启鹏一、实验目的 1、了解超级电容器的原理； 2、了解超级电容器的比电容的测试原理及方法； 3、了解超级电容器双电层储能机理的特点； 4、掌握超级电容器电极材料的制备方法； 5、掌握利用循环伏安法及恒流充放电的测定材料比电容的测试方法。二、实验原理 1、超级电容器的原理超级电容器是由两个电极插入电解质中构成。超级电容与电解电容相比,具有非常高的功率密度和实质的能量密度。尽管超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高,但是超级电容与电解电容或者电池的结构非常相似。

图1 超级电容器的结构图从图中可看出,超级电容器与电解电容或者电池的结构非常相似,主要差别是用到的电极材料不一样。在超级电容器里,电极基于碳材料技术,可提供非常大的表面面积。表面面积大且电荷间隔很小,使超级电容器具有很高的能量密度。大多数超级电容器的容量用法拉(F)标定,通常在1F到5,000F之间。 (1) 双电层超级电容器的工作原理双电层电容是在电极/溶液界面通过电子或离子的定向排列造成电荷的对峙所产生的。对一个电极/溶液体系,会在电子导电的电极和离子导电的电解质溶液界面上形成双电层。当在两个电极上施加电场后,溶液中的阴、阳离子分别向正、负电极迁移,在电极表面形成双电层;撤消电场后,电极上的正负电荷与溶液中的相反电荷离子相吸引而使双电层稳定,在正负极间产生相对稳定的电位差。这时对某一电极而言,会在一定距离（分散层）产生与电极上的电荷等量的异性离子电荷,使其保持电中性;当将两极与外电路连通时,电极上的电荷迁移而在外电路中产生电流,溶液中的离子迁移到溶液中成电中性,这便是双电层电容的充放电原理。根据双电层理论,双电层的微分电容约为20μF/cm2,采用具有很大比表面积的碳材料可获得较大的容量。双电层电容具有响应速度快，放电倍率高的特点，但储能比电容较小。 (2) 法拉第鹰电容的工作原理法拉第鹰电容器是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上,电极活性物质进行欠电位沉积,发生高度可逆的化学吸附脱附或氧化还原反应,产生与电极充电电位有关的电容。对于法拉第准电容,其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储,而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。对于其双电层中的电荷存储与上述类似,对于化学吸脱附机理来说,一般过程为电解液中的离子一般为或在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极溶液界面,而后通过界面的电化学反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中若电极材料具有较大比表面积的氧化物,就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。放电时这些进入氧化物中的离子又会重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。法拉第鹰电容可以产生高的比电容，但因为法拉第反应的限制，倍率性能比双电层电容小。

电化学葡萄糖传感器研究进展_吴爱坪

2015年第23期科技创新科技创新与应用电化学葡萄糖传感器研究进展吴爱坪（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州215000）葡萄糖检测在医学、食品、生物技术及工业等领域有着广泛的应用，例如在医学上，常用电化学葡萄糖检测试条对病人血液、尿液或是唾液中的葡萄糖进行检测，从而指导饮食调节或是调整糖尿病用药，有助于糖尿病病情的治疗与控制；在食品方面，葡萄糖常见的碳水化合物，分析食品中（如饮料、果汁等饮品中）的葡萄糖含量也十分必要；葡萄糖含量的多少对微生物的发酵过程也有一定的影响；此外葡萄糖电化学传感器也用于检测工业废水中葡萄糖的含量。采用电化学传感器检测葡萄糖，其线性检测范围宽、灵敏度高、成本比较低，近年来，获得快速发展，已成为目前研究和应用最多的生物传感器。 1电化学酶传感器酶传感器一般是由固定化酶和电极组合构建而成。利用酶的高度专一性及催化性，将酶作为生物传感器的敏感元件，从而实现生物分子，如糖类、醇类、有机酸化合物、氨基酸化合物的浓度检测。用于葡萄糖检测的酶常为葡萄糖氧化酶。根据检测过程中传感器的电荷传递机理不同，主要有以下几种类型的电流型葡萄糖传感器。 1.1氧气作为电子传递介体在葡萄糖氧化酶存在的条件下，葡萄糖和氧气反应生成葡萄糖酸和双氧水，葡萄糖浓度的变化与双氧水或是氧气的浓度变化成线性关系。采用电化学方法检测过氧化氧的浓度和氧浓度可实现葡萄糖浓度的检测。张彦等采用壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶生物传感器测定葡萄糖的含量，通过电极检测氧气消耗量，并依据反应中消耗的氧气与葡萄糖的浓度成正比的关系，建立了检测葡萄糖含量的电化学方法[1]。由于这类传感器借助于中间物质氧气或是双氧水，极易受检测环境的影响，如氧气不足时，难以对高浓度的血糖进行测定；双氧水浓度过高还容易导致酶的失活[2]。 1.2利用电子媒介体代替氧气作为电子受体电子媒介体，是指能将酶反应过程中产生的电子从酶反应中心转移到电极表面，从而使电极产生相应电流变化的分子导电体。其克服了葡萄糖酶传感器受氧气限制的缺点。电子媒介体能够使电子在酶的氧化还原中心与工作电极表面之间进行快速、往复传递。常见的电子媒介体有有机染料、二茂铁及其衍生物、醌及其衍生物、四硫富瓦烯、富勒烯及导电有机盐等。陈国松等用电子媒介体硒杂二茂铁制备得到的葡萄糖电极[3]；莫昌莉等以蔡酚绿B为介体制备葡萄糖传感器，加入葡萄糖标准溶液前后对蔡酚绿B进行循环伏安扫描，根据蔡酚绿B氧化峰的电流值与葡萄糖浓度成正比从而实现葡萄糖的定量测定[4]。 1.3无介体传感器其主要特点就是不经过酶与电极间电子交换，酶自身与电极之间直接进行电子转移。由于氧化还原活性中心深埋在葡萄糖氧化酶的分子内部，电子无法与电极表面以足够快速率进行转移，因此增强电子转移速度、缩短其与电极的距离是无介质传感器的研究热点。通常主要通过将酶共价键合在修饰电极表面、或将酶固定在导电聚合物修饰电极表面，达到酶催化反应的专一和高效。蔡称心等利用吸附的方法将葡萄糖氧化酶固定到CNT/GC电极表面，形成GOx-CNT/GC电极，通过葡萄糖氧化酶的直接电子转移实现葡萄糖的检测[5]，Xinhuang Kang等采用葡萄糖氧化酶-石墨烯-壳聚糖修饰电极实现葡萄糖的直接电化学检测，借助于石墨烯的高比表面积和高导电性，实现葡萄糖氧化酶在电极表面的高吸附量，并加快了葡萄糖氧化酶与电极之间的电子传递速度[6]。 2电化学非酶传感器酶的活性容易受到外界环境影响这一缺点限制了酶传感器的应用，通过在电极上修饰对葡萄糖有催化作用的材料构建非酶葡萄糖传感器越来越引起人们的关注。常见的用于构建非酶葡萄堂传感器的材料主要有金属纳米材料如Au、Ag、Pt等、金属合金如Pt-Pb、金属纳米氧化物纳米CuO等、碳纳米管、石墨烯、聚合物膜、水滑石等。非酶葡萄糖传感器克服了酶容易失活这一缺点，表现出良好的重现性及稳定性。纳米材料由于其尺寸效应等具备良好的催化性能，越来越广泛应用于电化学传感器的研究中。丁海云等将制备了Cu纳米粒子修饰电极，其与大粒径的Cu粒子修饰电极相比较，Cu纳米粒子修饰电极对葡萄糖的检出限更低[7]，罗立强等制备氧化铜－石墨烯纳米复合物修饰电极，测定人血清样品，其结果与生化分析仪得出的结果基本一致[8]。特殊形状的纳米结构性能更佳，王蕊通过电沉积的方法在金电极表面制备了具有三维Pt-Pb“纳米花”状纳米结构，其电活性面积和电催化活性都有极大的提高，且稳定性和选择性也很好[9]。黄新堂等制备钛基底上镍－铝水滑石纳米片阵列无酶葡萄糖传感器电极CN101598697A。电极表面的聚合物膜可以消除干扰，提高电极选择性。俞建国等制备的修饰过氧化聚吡咯膜的微镍电极用于葡萄糖的检测，有效的减少了常见的干扰物质（如抗坏血酸、尿酸）对检测结果的干扰，提高修饰电极的稳定性[10]。 3结束语酶传感器具有高度的专一性，非酶传感器具备良好的稳定性，两者均具备自己的优势，无论哪种传感器，其最终目的是实现葡萄糖传感器的高效、专一、长期检测。未来在酶传感器的酶的活性保持及非酶传感器的专一性等方面的研究将会是葡萄糖电化学传感器的研究热点。参考文献 [1]张彦，等.壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶生物传感器测定葡萄糖的含量[J].分析化学，2009，37（7）：1049-1052. [2]Guilbault G Q Lubrano G G.An enzyme electrode for ampero－metric determination of glucose[J].Analytica ChimicaActa，1973，64（3）：439-455. [3]陈国松，等.CN102297886A[P].2011 [4]莫昌莉，等.以蔡酚绿B为介体的葡萄糖生物传感器[J].化学传感器，2003，23（1）：26-31. [5]蔡称心，等.碳纳米管修饰电极上葡萄糖氧化酶的直接电子转移[J].中国科学（B辑），2003，33（6）：511-518. [6]Xinhuang Kang，等.Glucose Oxidase-graphene-chitosan modified e lectrode for direct electrochemistry and glucose sensing[J].Biosensors and Bioelectronics，2009，25：901-905. [7]丁海云，等.纳米铜修饰玻碳电极的制备及其对葡萄糖的催化氧化[J].分析化学，2008，36（6）：839~842. [8]罗立强，等.CN102520035A[P].2012. [9]王蕊.Pt-Pb纳米花修饰无酶葡萄糖传感器的研究[D].天津大学材料学院，2010. [10]俞建国，等.高选择性的镍基无酶葡萄糖微传感器的研制及应用[J].分析化学，2008，36（9）：1201-1206. 摘要：电化学传感器法检测葡萄糖是葡萄糖检测的常见方法，广泛应用于临床检测、食品生产、生物技术、发酵控制等领域，文章介绍了葡萄糖电化学传感器的常见类型及其工作原理，并对其优缺点进行了简单分析。关键词：葡萄糖；电化学传感器；研究分析 63 --

电化学技术表征能量存储器件的性能

电化学技术表征能量存储器件的性能一. 循环伏安曲线（CV）【原理简介】循环伏安法是以线性扫描伏安法的电位扫描到头后，再回过头来扫描到原来的起始电位值，所得的电流—电压曲线为基础的分析方法。扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。在一个典型的循环伏安实验中，工作电极一般为浸在溶液中的固定电极。为了尽可能降低欧姆电阻，最好采用三电极系统。在三电极系统中，电流通过工作电极和对电极。工作电极电位是以一个分开的参比电极（如饱和甘汞电极，SCE）为基准的相对电位。在循环伏安测试实验中，工作电极的电位以10 mV/s 到200 mV/s 的扫描速度随时间线性变化(Fig.1a)，在此同时记录在不同电位下的电流(Fig.1b)。图一【实验原理】若电极反应为O＋e →R，反应前溶液中只含有反应粒子O且O、R在溶液均可溶，控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势φ正得多的起始电势j i处开始势作 0附近时，O 正向电扫描，电流响应曲线则如图所示。当电极电势逐渐负移到φ 平开始在电极上还原，并有法拉第电流通过。由于电势越来越负，电极表面反应物O的浓度逐渐下降，因此向电极表面的流量和电流就增加。当O的表面浓度下

降到近于零，电流也增加到最大值I pc，然后电流逐渐下降。当电势达到j r后，又改为反向扫描。随着电极电势逐渐变正，电极附近可氧化的R粒子的浓度较大， 0时，表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R 在电势接近并通过φ 平的方向发展。于是R开始被氧化，并且电流增大到峰值氧化电流I pa，随后又由于R的显著消耗而引起电流衰降。整个曲线称为“循环伏安曲线”。如图2所示：图二【应用】基于CV曲线的电容器容量计算，可以根据公式（1）计算。 (ν为扫速，单位V/s) （1）从式（1）来看，对于一个电容器来说，在一定的扫速下做CV测试。充电状态下，通过电容器的电流i是一个恒定的正值，而放电状态下的电流则为一个恒定的负值。这样，在CV图上就表现为一个理想的矩形。由于界面可能会发生氧化还原反应，实际电容器的CV图总是会略微偏离矩形。因此，CV曲线的形状可以反映所制备材料的电容性能。对双电层电容器，CV曲线越接近矩形，说明电容性能越理想；而对于赝电容型电容器，从循环伏安图中所表现出的氧化还原峰的位置，我们可以判断体系中发生了哪些氧化还原反应。二. 恒电流充放电曲线（CCD）【原理简介】恒电流充放电法，又称计时电势法。一种研究材料电化学性能中非常重要的方法之一。在恒流条件下对被测电极进行充放电操作，记录其电位随时间的变化规律，研究电位随时间的函数变化的规律。它的基本工作原理是:在恒流条件下对被测电极进行充放电操作，记录其电位随时间的变化规律，进而研究电极的充

仪器分析习题 Y3习题の电化学分析法导论-电位分析法-电解与库伦分析法

选择题 1.下列参量中，不属于电分析化学方法所测量的是() A电动势B电流C电容D电量 2.下列方法中不属于电化学分析方法的是() A电位分析法B伏安法C库仑分析法D电子能谱 3.区分原电池正极和负极的根据是() A电极电位B电极材料C电极反应D离子浓度 4.区分电解池阴极和阳极的根据是() A电极电位B电极材料C电极反应D离子浓度 5.衡量电极的极化程度的参数是() A标准电极电位B条件电极电位C过电位D电池的电动势 6.浓差极化是由于在电解过程中电极表面附近溶液的浓度与主体溶液的浓度差别引起的，它的大小与哪些因素有关() A电极电位B溶液电阻C搅拌程度D电流密度 7.对于极化的结果，下列说法正确的有（） A阴极电位变负B阴极电位变正 C阳极电位变正D阳极电位变负 8.下列不是作为一个参比电极的条件的是() A电位的稳定性B固体电极C重现性好D可逆性好 9.甘汞电极是常用参比电极，它的电极电位主要取决于() A温度B氯离子的活度C主体溶液的浓度DKCl的浓度 10.电位分析中所用的离子选择电极属于() A极化电极B去极化电极C指示电极D理想电极 1~5：C、D、C、A、C；6~10：C、AC、B、B、C ****************************************************************** 11.下列哪项不是玻璃电极的组成部分？() AAg-AgCl电极B一定浓度的HCl溶液 CKCl溶液D玻璃膜

12.pH玻璃电极膜电位的产生是由于() A离子透过玻璃膜B电子的得失 C离子得到电子D溶液中H+和硅胶层中的H+发生交换 13.璃电极IUPAC分类法中应属于() A单晶膜电极B非晶体膜电极 C多晶膜电极D硬质电极 14.晶体膜电极的选择性取决于() A被测离子与共存离子的迁移速度 B被测离子与共存离子的电荷数 C共存离子在电极上参与响应的敏感程度 D共存离子与晶体膜离子形成微溶性盐的溶解度或络合物的稳定性 15.测定溶液PH值时，所用的指示电极是：() A氢电极B铂电极C氢醌电极D玻璃电极 16.测定溶液PH时，一般所用的内参比电极是：() A饱和甘汞电极B银-氯化银电极C玻璃电极D铂电极 17.玻璃电极在使用前，需在去离子水中浸泡24小时以上，其目的是：() A清除不对称电位B清除液接电位 C清洗电极D使不对称电位处于稳定 18.晶体膜离子选择电极的灵敏度取决于() A响应离子在溶液中的迁移速度B膜物质在水中的溶解度 C响应离子的活度系数D晶体膜的厚度 19.氟离子选择电极测定溶液中F-离子的含量时，主要的干扰离子是() ACl-BBr-COH-DNO3- 20.实验测定溶液pH值时，都是用标准缓冲溶液来校正电极，其目的是消除何种的影响。() A不对称电位B液接电位 C温度D不对称电位和液接电位 11~15：B、D、B、C、D；16~20：B、D、B、C、D *********************************************************************

化学传感器的研究进展

武汉工程大学 “E+”国家人才培养模式创新实验区科研训练项目名称：化学传感器的研究进展学生姓名：康福强班级学号： 1306210607 指导教师：李辉成绩评定： “E+”国家级人才培养实验区外语学院制

化学传感器的研究进展摘要：化学传感器是当代信息产业的重要组成部分，其发展迅速，已在人类现代生活中发挥了重要的作用。本文介绍了化学传感器的基本概念，工作原理和分类，在此基础上着重总结了相关最新研究进展，并对化学传感器的发展做出了展望。关键词:化学传感器;研究进展;电流型气体传感器;光纤化学传感器 Abstract：Chemical sensor is an important part of modern information industry, its development is rapid, been in the human has played an important role in modern life.This paper introduces the basic concepts of sensor, the working principle and classification, on this basis mainly related to the latest research progress are summarized, and the prospects are made on the development of chemical sensors. Key words：Chemical sensors;The research progress;Current type gas sensor;Fiber optic chemical sensor 1引言在科学研究和工农业生产、环境保护等很多领域，化学量的检测与控制技术正在得到越来越广泛的应用，而化学传感器是这个过程的首要环节[1]。近儿十年化学传感器的研究和发表明，化学传感器的应用已深入人们现代生活的各个方面，环境的保持和监控，预防灾难和疾病的发生，以及不断提高人们的工农业活力和生活水平，仍然是当前乃至今后相当长时期化学传感器应用的主要领域。本文介绍了化学传感器及其最新研究进展。 2化学传感器 2.1化学传感器的概念化学传感器(chemical sensor)通常描述成一种分析方法，这种分析方法更适合于被称作“分析化验”或者“感觉系统”，但是化学传感器通常是连续的获得数据信息，而感觉系统获得信息是不连续的[2]。在R. W . C atterall的著作[3]中将化学传感器定义为一种装置，通过某化学反应以选择性方式对特定的待分析物质产生响应从而对分析质进行定性或定量测定。此传感器用于检测及测量特定的某种或多种化学物质。 2.2化学传感器的工作原理和分类化学传感器的组成包括具有对待测化学物质的形状或分子结构选择性俘获功能的接受器和将俘获的化学量有效转换为电信号功能的转换器。接受器将待测物的某一化学参数(常常是浓度)与传导系统连结起来。它主要具有两种功能:选择性地与待测物发生作用，反应所测得的化学参数转化成传导系统可以产生响应的信号。分子识别系统是决定整个化学传感器的关键因素。因此，化学传感器研究的主要问题就是分子识别系统的选择以及如何反分子识别系统与合适的传导系统相连续。化学传感器的传导系统接受识别系统响应信号，并通过电极、光纤或质量敏感元件将响应信号以电压、电流或光强度等的变化形式，传送到电子系统进行放大或进行转换输出，最终使识别系统的响应信号转变为人们所能用作分析的信号，检测出样品中待测物的量。化学传感器的种类繁多、原理各异，检测对象儿乎涉及各种参数。通常一种传感器可以