【摘 要】
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比色传感和光电化学传感的概念自提出以来受到了广泛关注。近年来,通过将先进的纳米技术、界面组装方式和多样的识别反应相结合,比色传感和光电分析方法的灵敏度和选择性得到了极大的提高,应用范围也扩展到了生物识别、重金属离子以及农药分子检测等领域。随着比色传感器和光电化学传感器的发展,研究者们逐渐聚焦于光敏材料的发掘和改性以及构建具有制造成本低、器件小型化和使用便捷等优点的新型传感器。本文基于离子交换策略,
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比色传感和光电化学传感的概念自提出以来受到了广泛关注。近年来,通过将先进的纳米技术、界面组装方式和多样的识别反应相结合,比色传感和光电分析方法的灵敏度和选择性得到了极大的提高,应用范围也扩展到了生物识别、重金属离子以及农药分子检测等领域。随着比色传感器和光电化学传感器的发展,研究者们逐渐聚焦于光敏材料的发掘和改性以及构建具有制造成本低、器件小型化和使用便捷等优点的新型传感器。本文基于离子交换策略,提出一种新颖的视觉比色传感器;借助离子交换的思路,提出采用部分离子交换的方法对Zn Se纳米材料进行改性,并将L-B自组装技术和原位煅烧法运用在传感器的构筑过程中,改善了传感器构筑过程中稳定性和重复性差的局限。主要研究工作如下:1、基于离子交换策略构筑用于重金属离子检测的视觉比色传感器:以Zn Se·0.5N2H4纳米带为前驱体,通过水热法成功合成了新型带状Zn Se纳米框,研究发现其生长机制是Ostwald熟化过程。再利用带状Zn Se纳米框作为比色试剂,通过滴涂法将其转移至圆形滤纸上,构筑成比色纸传感器,其实现了在室温下对Cu2+,Ag+和Hg2+的视觉检测。研究表明其传感机制是:离子交换反应引起的成分变化进而引起了颜色变化。根据加入Cu2+、Ag+和Hg2+后比色传感器的颜色变化和强度,不仅可以识别重金属离子Cu2+、Ag+和Hg2+,而且可以确定其浓度。特别是Cu2+,其目测浓度可降至1 ppm。此外,所制备的比色传感器具有良好的抗各种典型阳离子和阴离子干扰性能。2、基于部分离子交换策略合成了具有提高的光电性能的Pb Se/Zn Se II-型异质结纳米带:以Zn Se·0.5N2H4纳米带为前驱体,结合离子交换策略和原位煅烧法成功制得Pb Se/Zn Se纳米敏感膜修饰的传感器。在Pb Se/Zn Se异质结纳米材料的合成过程中对部分离子交换反应的温度和时间进行优化,实现Pb Se纳米粒子尺寸的调控,以便获得性能更好的异质结纳米带。光电性能研究结果表明,与Zn Se纳米带相比,Pb Se/Zn Se II-型异质结纳米带的形成扩宽了光吸收范围,从紫外区延伸到近红外区,并且异质结纳米带中Pb Se与Zn Se的组分比例将影响其光电传感性能,通过调控不同的Pb/Zn比例,得出Pb Se/Zn Se（Pb/Zn=0.35）具有最佳的光电传感性能。此外,Pb Se/Zn Se/ITO传感器实现了对多巴胺在0.1μM至1.2 m M的宽线性范围内的低检出限（0.038μM）和高灵敏度的检测。更重要的是,制备的传感器还表现出良好的抗干扰性能。
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