五个电化学传感器

11

电化学传感器

ME2-C0 一氧化碳CO 0-1000ppm

ME3-CO 一氧化碳CO 0-500ppm，0-1000ppm，0-2000ppm

ME4-CO 一氧化碳CO 0-500ppm，0-1000ppm，0-2000ppm

ME3-H2S 硫化氢H2S 0-200ppm

ME4-H2S 硫化氢H2S 0-200ppm

ME3-H2 氢气H2 0-200ppm

ME4-H2 氢气H2 0-1000ppm

ME3-NH3 氨气NH3 0-1000ppm

ME4-NH3 氨气NH3 0-50ppm

ME3-CL2 氯气CL2 0-50ppm

ME4-CL2 氯气CL2 0-20ppm

ME3-PH3 磷化氢PH3 0-20ppm

ME4-PH3 磷化氢PH3 0-20ppm

ME3-O2 氧气O2 0-25% max:30%

ME2-O2 氧气O2 0-25% max;30%

ME3-C2H5OH 酒精C2H5OH 0-1000ppm

ME4-C2H5OH 酒精C2H5OH 0-1000ppm

催化燃烧式可燃气体

MC101 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL

MC102 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL

MC105 甲烷、液化气、丙烷等可燃

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高性能电化学葡萄糖传感器的构建与研究

６．１总结……………………………………………．．９０

６．２展望……………………………………………．．９１参考文献………………………………………．．９３博士期间的科研成果………………………………１０６致谢…………………………………………．．１０７

ｌＶ

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第一章绪论

第一章绪论

葡萄糖为生物体内重要的特征碳水化合物之一，如何快速精确定量地检测葡萄糖浓度在医学诊断，食品加工，发酵生产及环境监测等分析领域有着至关重要的意义【１。３１。例如在医学领域方面，糖尿病己成为当今社会仅次于癌症和心脑血管疾病的第三大多发性疾病，据美国２００９年时不完全统计【４】’估计到２０３４年，仅美国而言将有４．４ｌ千万人们遭受糖尿病的困扰，届时在此上的花费不少于３３６０亿美元，糖尿病将会是伤人伤财的一大杀手。方便准确地定量血糖浓度可以有效地对糖尿病患者进行控制及治疗；在食品加工方面，可通过检测葡萄糖的浓度来判断水果的成熟度及储藏周期等；在发酵生产方面，可通过快速精确地检测葡萄糖浓度来及时调整生化参数有效地控制发酵过程：在环境监测方面可以通过精确地监测葡萄糖浓度来调控工业废水的排放等。

SHANGHAI UNIVERSITY

毕业设计（论文）

题目：

UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)

基于ZnO的复合纳米材料的电化学传感器研究

基于ZnO的复合纳米材料的电化学传感

器研究

摘 要

本文主要介绍了利用较为简单、快速的微波辅助多元醇法来制备多形貌Ag纳米采用微波法制备Ag/ZnO复合材料。将制备而成的纳米ZnO和纳米ZnO-Ag修饰到碳糊电极上，研究该纳米复合材料修饰碳糊电极对酪氨酸氧化的电化学行为，并与裸电极进行比较。这是首次利用以纳米ZnO为基体合成纳米复合材料来构建非酶的酪氨酸传感器。通过扫描电镜和X-射线衍射对Ag纳米线和纳米ZnO-Ag颗粒的形态与结构进行表征。修饰后的传感器通过循环伏安法和时间-电流曲线法，对酪氨酸进行检测。传感器对酪氨酸的氧化表现出了灵敏度高（1746.50 μAmM-1cm-2),检出限低（0.022 μM）和线性范围宽（线性范围从0.05 μM到1.00 mM）等特点。通过优化实验条件后，在最佳条件下制作过氧化氢工作曲线。此外，该传感器还可用于实际样品的检测，证明了该方法的可行性。

关键词：纳米复合材料 酪氨酸传感器 纳米氧化锌 纳米氧化锌包银

曲一线科学备考 电化学

1. (2012天津, 7)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期, 且原子序数依次增大。X、Z同主族, 可形成离子化合物ZX; Y、M同主族, 可形成MY2、MY3两种分子。请回答下列问题: (1, 易)Y在元素周期表中的位置为 。

(2, 易)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (写化学式), 非金属气态氢化物还原性最强的是 (写化学式)。

(3, 易)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有(写出其中两种物质的化学式)。

(4, 中)X2M的燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1, 写出X2M燃烧反应的热化学方程式: 。

(5, 难)ZX的电子式为 ; ZX与水反应放出气体的化学方程式为 。

(6)熔融状态下, Z的单质和FeG2能组成可充电电池(装置示意图如右图), 反应原理为:

2Z+FeG2 Fe+2ZG

放电时, 电池的正极反应式为 ; 充电时, (写物质名称)电极接电源的负极; 该电池的电解质为

1、恒电位法 2、稳态极化曲线 3、线性电位扫描 4、交流阻抗法 5、电化学工作站 6、支持电解质 7、暂态电极过程 8、电位阶跃法 9、双脉冲电流法 10、控制电流法 11、辅助电极 12、电化学稳态 13、液接界电位（势） 14、三电极体系 15、参比电极 16、溶液的欧姆压降

1、恒电位法

利用恒电位仪，控制研究电极相对参比电极的电位按照人们预想的规律变化，不受电极系统的影响，同时测量相应电流变化的方法。 2、稳态极化曲线

当电极过程的各个基本过程，如双电层充电、电荷转移、扩散传质等都达到稳态时，所测得的极化曲线。 3、线性电位扫描

控制电极电位以恒定的速度变化，同时测定通过电极的电流。 4、交流阻抗法

以小幅度正弦波为扰动信号，使电极系统产生近似线性关系的响应，测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以此来研究电极系统的方法。又称电化学阻抗谱。 5、电化学工作站

由计算机控制的电化学测试仪通常称为电化学工作站。使试验智能化，可存储大量数据，自动化的方式操作数据，将数据以更加方便的方式展示。 6、支持电解质

也称惰性电解质，在被测电解液中加入的高浓度电解质。目的是消除电迁移，减小分散层的影响，增强导电性， 7、暂态电极过程

组成电极过程的各

第一章 绪论

电分析化学是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学，它是电化学和分析化学学科的重要组成部分，与其它学科，如物理学、电子学、计算机科学、材料科学以及生物学等有着密切的关系。

电分析化学的研究领域包括成分和形态分析，动力学和机理分析，表面和界面分析等方面的内容。 在化学成分分析中，电分析化学方法是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。

电分析化学的理论基础：电位分析法的定量关系式是能斯特方程；现代极谱和伏安法的理论是建立在扩散电流理论基础上。 菲可(Fick)第一定律: 描述电活性物资向电极表面扩散传质的流量方程

菲可(Fick)第二定律：描述电解过程中电活性物质的浓度随离开电极表面的距离x和时间t变化的微分方程式 第二章 扩散电流理论与极谱分析

电极反应速度：单位面积上单位时间内发生反应的物质的摩尔数 ? = i / nFA = j / nF

影响反应速度的因素 : 1.传质速度.2.在电极表面进行的电子交换反应的性质.3.电极反应是否耦合均相化学反应.4.其它表面反应,如吸附,解吸或表面膜的形成等 极化: 电流通过电极/溶液界面时,电极电位偏离平衡电位的现象 极化分为：浓差极化，电化学极化: 21

1、恒电位法 2、稳态极化曲线 3、线性电位扫描 4、交流阻抗法 5、电化学工作站 6、支持电解质 7、暂态电极过程 8、电位阶跃法 9、双脉冲电流法 10、控制电流法 11、辅助电极 12、电化学稳态 13、液接界电位（势） 14、三电极体系 15、参比电极 16、溶液的欧姆压降

1、恒电位法

利用恒电位仪，控制研究电极相对参比电极的电位按照人们预想的规律变化，不受电极系统的影响，同时测量相应电流变化的方法。 2、稳态极化曲线

当电极过程的各个基本过程，如双电层充电、电荷转移、扩散传质等都达到稳态时，所测得的极化曲线。 3、线性电位扫描

控制电极电位以恒定的速度变化，同时测定通过电极的电流。 4、交流阻抗法

以小幅度正弦波为扰动信号，使电极系统产生近似线性关系的响应，测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以此来研究电极系统的方法。又称电化学阻抗谱。 5、电化学工作站

由计算机控制的电化学测试仪通常称为电化学工作站。使试验智能化，可存储大量数据，自动化的方式操作数据，将数据以更加方便的方式展示。 6、支持电解质

也称惰性电解质，在被测电解液中加入的高浓度电解质。目的是消除电迁移，减小分散层的影响，增强导电性， 7、暂态电极过程

组成电极过程的各

1、恒电位法 2、稳态极化曲线 3、线性电位扫描 4、交流阻抗法 5、电化学工作站 6、支持电解质 7、暂态电极过程 8、电位阶跃法 9、双脉冲电流法 10、控制电流法 11、辅助电极 12、电化学稳态 13、液接界电位（势） 14、三电极体系 15、参比电极 16、溶液的欧姆压降

1、恒电位法

利用恒电位仪，控制研究电极相对参比电极的电位按照人们预想的规律变化，不受电极系统的影响，同时测量相应电流变化的方法。 2、稳态极化曲线

当电极过程的各个基本过程，如双电层充电、电荷转移、扩散传质等都达到稳态时，所测得的极化曲线。 3、线性电位扫描

控制电极电位以恒定的速度变化，同时测定通过电极的电流。 4、交流阻抗法

以小幅度正弦波为扰动信号，使电极系统产生近似线性关系的响应，测量电极系统在很宽频率范围的阻抗谱，以此来研究电极系统的方法。又称电化学阻抗谱。 5、电化学工作站

由计算机控制的电化学测试仪通常称为电化学工作站。使试验智能化，可存储大量数据，自动化的方式操作数据，将数据以更加方便的方式展示。 6、支持电解质

也称惰性电解质，在被测电解液中加入的高浓度电解质。目的是消除电迁移，减小分散层的影响，增强导电性， 7、暂态电极过程

组成电极过程的各

第五章 电 化 学

四 习题解答

5.1 将两个银电极插入AgNO3溶液，通以0.2A电流共30 min，试求阴极上析出银的质量。 解： 通过电解池的电量 Q = It =(0.2×30×60)C=360 C

根据法拉第定律 Q＝nF

则电极上起反应的物质的量：n(Ag)?360C?0.003731mol -196485C?mol阴极上析出Ag的质量 m?n(Ag)?M(Ag)?0.003731?107.9g?0.4026g

5.2 用银电极电解KCl水溶液，电解前每100 g溶液中含KCl 0.7422 g。阳极溶解下来的银与溶液中的Cl-反应生成AgCl(s)，其反应可表示为 Ag ＝Ag+ + e， Ag+ + Cl＝AgCl(s)，总反

﹣

﹣

应为Ag +Cl＝AgCl(s)+e。通电一段时间后，测得银电量计中沉积了0.6136 g Ag，并测知阳极区溶液重117.51 g，其中含KCl 0.6659 g。试计算KCl溶液中的K+和Cl-的迁移数。 解：通电前后水的量不变。以水的质量为mH2O=（117.51-0.6659）g =116.83g作为计算基准。 对于阳极区K+的物质的量进行衡算（K+不参与电极反应）有：n迁?n前?n

电化学分析习题

一、简答题

1．电位测定法的根据是什么？

2．何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用

3．为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？ 4．为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性？ 5．直接电位法的主要误差来源有哪些？应如何减免之？ 6．为什么一般来说，电位滴定法的误差比电位测定法小？ 7．简述离子选择性电极的类型及一般作用原理

8．列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极，并讨论选择指示电极的原则。

二、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．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．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．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．量电极的极化程度的参数是 ( )

A 标准电极电位 B 条件电极