项目名称: 不锈钢纳米阵列的制备、改性及光电化学传感性能

项目编号: No.51471122

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 倪红卫

作者单位: 武汉科技大学

项目金额: 85万元

中文摘要: 本项目拟在不锈钢表面制备纳米阵列构建光电化学传感界面。通过调控阳极氧化、水热和热处理工艺条件,实现对不锈钢基底上纳米阵列的形貌、组成和微观结构的可控制备,并在此基底上利用水热合成与激光冲击技术得到Ti掺杂、Ag沉积、Cu2O复合及石墨烯基修饰的纳米结构阵列,以提高不锈钢电极的光电化学活性,使不锈钢在可见光照条件下得到良好的光电化学传感性能,以不锈钢电极作为光电传感器实现对多巴胺、抗坏血酸、尿酸、苯胺等生物小分子和有毒污染物的光电化学检测,研究不锈钢电极的光响应能力、检测灵敏度和选择性。所制备的不锈钢电极材料具备自清洁性能可以反复利用,使用寿命长,重现性好。本项目研究为设计和发展高灵敏度、高稳定性、高选择性的新型光电化学电极和光电化学传感器提供研究基础和理论依据,可用于生物分析和环境污染物的快速检测,将具有广阔的应用前景。

中文关键词: 不锈钢;阳极氧化;纳米阵列;表面改性;光电化学传感

英文摘要: This project will investigate building photoelectrochemical sensing interface by synthesizing nanoearrays(NAs) on stainless steel. This nanopore arrays and nanoflake arrays are prepared by anodization, hydrothermal treatment(Ht) and annealing. The laser-shock and Ht are used to improve the photoelectrochemical activities of NAs on stainless steel from Ti doped NAs, Ag deposited NAs, Cu2O composited NAs and graphene sheets decorated NAs. These surface modifications will be proved to be effective ways to improve the photoelectrochemical sensing properties of stainless steel electrode under visible light. The photoelectrochemical analysis of dopamine, ascorbic acid and uric acid, aniline and other biological small molecules and toxic pollutants are performed to investigate the sensitivity, stability and selectivity of the stainless steel electrode. The photocatalytic activities of the stainless steel electrode against contaminants will be also investigated using light irradiation, which displays self-cleaning activity with longer service life and reproducibility. This research provides a new routine to fabricate photoelectrochemical electrode with high sensitivity, stability and selectivity, which can be applied as sensors used in rapid detection of biological molecules and environmental contaminants. It will be a promising approach to meet the broad application in the future.

英文关键词: stainless steel;anodization;nanoarrays;surface modification;photoelectrochemical sensing property

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