按照电化学响应机理不同,主要可将电化学传感器分为三种:
电流型传感器:属于伏安型传感器的一种,通过外加电压,将被测物的浓度转化为电流信号输出,通过检测电流和电压的关系,在一恒定电压下,电极表面发生氧化还原反应,有电流输出,感应到的电流信号与被测物浓度有一定的线性关系,以此作为依据进行检测。电位型传感器:在电极平衡时,将被测物质的浓度转换为电流信号输出的装置,由于化学物质于电极表面发生的可逆反应,会产生电极电位变化。此电极与参比电极的电位差与被测物质的离子活度的对数呈线性关系,以此作为依据进行检测。电阻性传感器:将待测物质氧化或还原后,电解质溶液的电导变化作为信号输出,以此作为依据进行检测。
钙钛矿型氧化物的化学式通常表述为ABO3,A多为离子半径较大的第一主族、第二主族的金属和稀土金属离子,B多为离子半径较小的过渡金属。化学元素周期表中的绝大多数元素都可以形成较为稳定的钙钛矿型结构。因其结构的特殊性,使得大部分的钙钛矿型化合物纳米材料具有活化吸附分子、氧化还原的化学性能以及电、磁、光、热的物理特性,所以钙钛矿型化合物被广泛的应用在传感器、催化剂。固体电解质以及固体燃料电池、高温加热材料等方面。
主要的制备方法大致分为以下三种:溶胶-凝胶法[1]:是最为常用的制备钙钛矿型氧化物的方法。可将步骤分为3个部分:首先将所得的有机金属化合物或者无机盐类经水解后直接形成溶胶,然后将制得的溶胶通过加入交连剂,引发剂和加速剂形成凝胶,最终再将制得的凝胶压片放于不同温度下煅烧成所需的纳米材料。这种方法的好处是所制得的产品分散性较其他方法要好、形成的胶粒直径较小、粉末的活性高、制得产品的纯度教高、所需的工艺和设备较简单。反应温度要大大低于传统的方法所需要的温度。共沉淀法:将金属盐溶液中加入适当沉淀剂反应得到沉淀物前驱体。共沉淀法的制备方法较为简便,能够使制备出的前驱体沉淀颗粒较为均匀分散,能够得到具有较高反应活性的钙钛矿型粉末,能够使得比表面积较大,因此制得的产品性质更加稳定。燃烧法:前驱物经燃烧得到材料,在燃烧法当中,我们先使得进行反应的物质的温度达到该放热反应的点火温度,然后采用一种合适的方法点燃,这样就能够使后续的反应由自身放出的热量维持,所得的产物即为所需的材料。使用燃烧法的优点为:产物的颗粒大小可由温度控制,制得产物的均匀性和分散性都较好,且产率相对要高。
纳米复合材料将Ag纳米颗粒优良的电催化活性和导电性能与钙钛矿纳米材料大的比表面积相结合,因此该化合物具有更好的电子传导性能,进而促进了LaTiO3-Ag0。1纳米复合物修饰电极表面上与支持电解质溶液中的分析物质之间的电子传递速率。可广泛应用于电化学传感器。文献综述
稀土纳米复合氧化物[2]相较于单一的稀土氧化物的活性要更好,并且在电导性、催化活性、气敏性等方面要更为优越,因此其在激光材料、介电材料以及化学传感器方面都有较广的应用。在这之中,钙钛矿型氧化物纳米材料是一种更为重要的无机材料,它在光催化活性,敏感特性都更为良好,可用于作为高效的汽车尾气净化催化剂,其良好的发光效率和化学稳定性,可广泛应用于高质量的光学玻璃。
在本论文中我们以银掺杂的钙钛矿型氧化物为修饰电极材料,构建一种新型的无酶传感器并对该传感器进行初步的研究。