电致化学发光[1-2](Electrochemiluminescence 或 ECL),也称电化学发光,是电化学和化学发光结合的产物。1929年Harvey成功地在施加渐低电压(2。8v)的情况下,观察到鲁米诺的ECL,ECL就是使氧化还原反应通过电解技术发生在电极表面,然后由这些氧化还原物质以直接或者间接的方式引发的化学发光现象。这样的方法在装置难易程度、原位发光可进行性、重现性等方面都比普通的化学发光的方法更加好。由此,电致化学发光越来越受人们重视。随着对ECL研究的深入,研究所涉及的领域和层次已有很大的扩展,特别是近几十年来,ECL研究的发展更加迅猛。ECL和传统CL相比较其不同的地方是ECL是通过控制电极表面电极电压的变化来实现的,这样的方法会产生较低的背景电流和较宽的动态的响应浓度范围,并且还可以在电极表面直接反应。这样的检测方法更加广泛的应用于生物分析、药物分析等方面。
现阶段应用于ECL的纳米材料有很多,例如粉末、薄膜、非单晶或晶体等形态的使用,其中含稀土金属的化合物以及半导体材料是主要组分,并且和有色金属关系也很密切。纳米复合材料是以陶瓷、橡胶、树脂、和金属等基体作为连续相,以纳米尺寸的金属、刚性粒子、半导体和其他纳米碳管、纳米碳管、无机粒子、纤维等改性剂作为分散相,通过合适的制备方法将改性剂分散均匀到基体材料内,然后形成了有纳米尺寸的复合体系材料,这样的体系材料被称为纳米复合材料。应用于电化学传感器的纳米复合材料被越来越多的科研人员研究并发现,例如含石墨烯的纳米复合材料,科研人员借助不同组分间的协同作用来拓展和改善石墨烯的化学、电学和电化学性质,去年就有人研究了关于构建几类基于石墨烯复合材料的电化学生物传感器,这样的材料具有选择性强、灵敏度高及稳定等特点【3】。像石墨烯纳米复合材料这样的材料还有很多,但是有些纳米材料的导电性影响电子传递的速率是有限的,而且电子化合物的电子性能并没有达到最优,各种各样的缺点使得有些检测和监测不完善,所以我们选择寻找合适的纳米材料作为我们课题的目标。来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766
有一种纳米材料叫做钙钛矿型纳米材料,它是CaTiO3的一种。ABO3是钙钛矿型化合物的化学式(见图1是钙钛矿的理想结构图)。钙钛矿型结构是一种比较稳定的结构,很多元素都可以构成这样的稳定结构。通常,能够位于图中A点的离子大部分是第一主族中离子半径较大的、第二主族的金属以及稀土金属离子,并且会形成一个以A点所在为中心包围了12个O2-组成的十四面体。能够位于图中B点的离子大部分是离子半径相对小的过渡金属,会形成一个以B点所在为中心包围了6个O2-组成的八面体。处于A、B点的离子在钙钛矿结构的化合物形成的时候,在整个过程中扮演的角色是不同的,通常在A、B点的离子能很大程度上影响化合物形成的结构和价态,尤其对钙钛矿型化合物的催化活性起至关重要的作用是在B点的离子。如果离子位于A点或B点时被取代为价态不同的离子,通常它会形成空穴的O2-或者变成混合的价态来维持化合物的电中性。将钙钛矿型氧化物与贵金属离子结合或者将贵金属离子掺杂进钙钛矿型化合物里 ,这样不仅使钙钛矿型化合物的催化特性变强,还能避免贵金属的烧结与浪费。综合各种因素的考虑,最终我们选择了以溶胶-凝胶法在实验中制得一种新型纳米材料,那就是掺杂Ag的钙钛矿型纳米材料。
图1 钙钛矿的理想结构图
因为该纳米复合材料能够将导电性能和电催化活性优良的Ag纳米颗粒与钙钛矿纳米材料大的表面积相结合,这就使得LaTiO3-Ag0。1纳米复合材料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增大。