二氧化硅纳米腔阵列电极的电化学研究及应用
发布时间：2022-12-22 23:32
从生物体系到各种人工材料,纳米孔或纳米通道无处不在,介孔二氧化硅材料因其具有高比表面积、均匀的孔分布和可调的孔径等特殊的结构而引起了人们的极大兴趣,尤其,该介孔材料垂直取向的纳米通道有利于物质向基底的迁移,在分析科学中有着广泛的应用。由于离子和分子与二氧化硅纳米通道之间存在着多种相互作用,利用尺寸限制和对内部元件的裁剪,可以实现多种功能,如选择性、渗透性等,从这一角度出发,根据总结出的二氧化硅纳米通道中离子和分子传输过程中的尺寸/形状、电荷、识别和其他相互作用等关键原理,本文介绍了三个主要应用领域:模拟生物膜研究细胞膜上的离子转移过程;利用扫描电化学显微镜（SECM）定量评估该纳米通道中分子的选择渗透性;构建传感器,快速、灵敏地检测药物分子。因此,理解“结构-性能关系”对于发展基于介孔二氧化硅材料的高性能分析方法和认识、理解生命现象具有重要意义。本论文主要包括以下四部分内容:1.简单叙述了不同维度的人工纳米孔和纳米通道,主要介绍了二氧化硅纳米通道体系在结构和性能方面表现出的优势,涉及尺寸效应、形状效应、电荷效应和亲/疏水效应等关键原理,这些原理可以成功地应用于各种体系,如构建液/液界面...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 纳米通道在不同维度上的物理模型
1.2 二氧化硅纳米通道的关键原理
1.2.1 尺寸效应
1.2.2 形状效应
1.2.3 电荷效应
1.2.4 亲/疏水效应
1.3 二氧化硅纳米通道的应用
1.3.1 构建液/液界面
1.3.2 离子/分子选择性传输
1.3.3 单分子电化学
1.3.4 高灵敏检测
1.4 扫描电化学显微镜
1.4.1 实验装置
1.4.2 工作原理
1.5 本论文的研究内容
第2章 不同厚度的二氧化硅纳米腔阵列电极上钾和钠离子的转移
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与材料
2.2.2 仪器与设备
2.2.3 材料制备
2.2.4 SECM测试
2.2.5 纳米级液/液界面上离子转移机理
2.2.6 离子转移速率常数的理论计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 不同厚度SNCA的扫描电镜图
2.3.2 不同厚度SNCA的循环伏安图
2.3.3 液/液界面离子转移的循环伏安图
2.3.4 pH值对离子转移的影响
2.3.5 离子强度对离子转移的影响
2.3.6 膜厚度对离子转移的影响
2.4 小结
第3章 二氧化硅纳米腔表面电荷状态对分子扩散行为的影响
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与材料
3.2.2 仪器与设备
3.2.3 材料制备
3.2.4 SECM测试
3.2.5 扩散速率常数的理论计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 纳米腔阵列电极的电镜表征
3.3.2 纳米腔薄膜电极的电化学表征
3.3.3 纳米腔表面电荷对渗透性的影响
3.3.4 电位对渗透性的影响
3.3.5 pH值对渗透性的影响
3.4 小结
第4章 二氧化硅纳米腔阵列电极对心得安分子的电化学检测
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与材料
4.2.2 仪器与设备
4.2.3 材料制备
4.2.4 DPV测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 SNCA的电镜图
4.3.2 SNCA的红外表征图
4.3.3 SNCA的循环伏安图
4.3.4 电位窗优化
4.3.5 不同电极的CV和DPV
4.3.6 水相中的DPV检测
4.3.7 实际样品分析
4.4 小结
结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]细胞膜上的离子通道[J]. 李俊敏,刘朝晖,尚忠林. 河北师范大学学报. 2005(05)
[2]手性药物作用于离子通道受体的研究进展[J]. 余露山,曾苏. 中国现代应用药学. 2002(01)
[3]The ion transfer of the basic dye rhodamine B across the liquid-liquid interface of two immiscible solvents[J]. SUN,Zhi-Sheng WANG,Er-Kang Changchun Institute of Applied Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130022. Chinese Journal of Chemistry. 1990(01)
[4]The phase transfer mechanism of 18-molybdophosphate anion at the water/nitrobenzene interface[J]. WANG Er-Kang*; LIU Yu-Qing, Changchun Institute of Applied Chemistry, Academia Sinica, Changchun. Acta Chimica Sinica（English Edition）. 1989(02)
本文编号：3724263
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 纳米通道在不同维度上的物理模型
1.2 二氧化硅纳米通道的关键原理
1.2.1 尺寸效应
1.2.2 形状效应
1.2.3 电荷效应
1.2.4 亲/疏水效应
1.3 二氧化硅纳米通道的应用
1.3.1 构建液/液界面
1.3.2 离子/分子选择性传输
1.3.3 单分子电化学
1.3.4 高灵敏检测
1.4 扫描电化学显微镜
1.4.1 实验装置
1.4.2 工作原理
1.5 本论文的研究内容
第2章 不同厚度的二氧化硅纳米腔阵列电极上钾和钠离子的转移
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂与材料
2.2.2 仪器与设备
2.2.3 材料制备
2.2.4 SECM测试
2.2.5 纳米级液/液界面上离子转移机理
2.2.6 离子转移速率常数的理论计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 不同厚度SNCA的扫描电镜图
2.3.2 不同厚度SNCA的循环伏安图
2.3.3 液/液界面离子转移的循环伏安图
2.3.4 pH值对离子转移的影响
2.3.5 离子强度对离子转移的影响
2.3.6 膜厚度对离子转移的影响
2.4 小结
第3章 二氧化硅纳米腔表面电荷状态对分子扩散行为的影响
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂与材料
3.2.2 仪器与设备
3.2.3 材料制备
3.2.4 SECM测试
3.2.5 扩散速率常数的理论计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 纳米腔阵列电极的电镜表征
3.3.2 纳米腔薄膜电极的电化学表征
3.3.3 纳米腔表面电荷对渗透性的影响
3.3.4 电位对渗透性的影响
3.3.5 pH值对渗透性的影响
3.4 小结
第4章 二氧化硅纳米腔阵列电极对心得安分子的电化学检测
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与材料
4.2.2 仪器与设备
4.2.3 材料制备
4.2.4 DPV测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 SNCA的电镜图
4.3.2 SNCA的红外表征图
4.3.3 SNCA的循环伏安图
4.3.4 电位窗优化
4.3.5 不同电极的CV和DPV
4.3.6 水相中的DPV检测
4.3.7 实际样品分析
4.4 小结
结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]细胞膜上的离子通道[J]. 李俊敏,刘朝晖,尚忠林. 河北师范大学学报. 2005(05)
[2]手性药物作用于离子通道受体的研究进展[J]. 余露山,曾苏. 中国现代应用药学. 2002(01)
[3]The ion transfer of the basic dye rhodamine B across the liquid-liquid interface of two immiscible solvents[J]. SUN,Zhi-Sheng WANG,Er-Kang Changchun Institute of Applied Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130022. Chinese Journal of Chemistry. 1990(01)
[4]The phase transfer mechanism of 18-molybdophosphate anion at the water/nitrobenzene interface[J]. WANG Er-Kang*; LIU Yu-Qing, Changchun Institute of Applied Chemistry, Academia Sinica, Changchun. Acta Chimica Sinica（English Edition）. 1989(02)
本文编号：3724263
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