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普鲁士兰及其类似物是一类重要的混合价态化合物,形成的界面极高的化学稳定性、电化学催化性能、电色效应、易制备及低成本等特点,使它在磁性材料、分子滤膜、固态电池、电色器件、生物传感器等诸多领域都有广泛的应用前景。获得形貌可控、厚度控制在纳米尺度范围内的普鲁士兰薄膜是其在上述领域应用的关键。本文围绕这一研究的热点,开展了以下几个方面的工作。
1.单组分铁氰化钾酸性溶液中普鲁士兰薄膜修饰电极的光化学制备方法与机理研究
提出了从单组分铁氰化钾酸性溶液中光化学制备普鲁士兰超薄膜修饰电极的新方法,并对制备条件作了系统研究,探讨了利用这种方法制备普鲁士兰的可能机理及普鲁士兰形成的决定步骤。实验表明,通过光催化,可以在单组分铁氰化钟酸性溶液中制备普鲁士兰薄膜修饰电极,而光反应步骤是该沉积方法的关键。基于制备的普鲁士兰薄层均匀致密的结构特性,我们探讨了它在生物传感器方面的潜在应用。
2.模板合成普鲁士兰纳米粒子与生物传感器
分别用多孔阳极氧化铝模板以及壳聚糖模板合成了普鲁士兰纳米粒子。利用电化学技术、表面波谱技术和扫描探针技术对制得的普鲁士兰膜的性质和形貌结构特征进行了系统研究。实验结果表明,可以利用多孔阳极氧化铝模板通过改变条件得到纳米片、纳米管和纳米球;利用壳聚糖模板可以得到块状普鲁士兰纳米粒子,且其稳定性有显著提高。并提出了多孔阳极氧化铝模板合成形貌可控的普鲁士兰纳米粒子的可能机理。利用我们所提出的方法,可以很方便地制备多种形态的普鲁士兰纳米粒子,对拓展普鲁士兰的应用有一定的指导意义。