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絲網(wǎng)印刷電化學生物傳感器及其水環(huán)境監(jiān)測應用研究
隨著價格低廉的一次性絲網(wǎng)印刷電極的出現(xiàn),電化學生物傳感器逐漸向小型化和便攜化的方向發(fā)展。因此,開展基于絲網(wǎng)印刷電極的電化學生物傳感器的研究,對于擴大生物傳感器的商業(yè)化應用具有非常重要的意義。本文以建立完整的電化學生物傳感器的研究體系為目標,對絲網(wǎng)印刷電極的制作、傳感器的制備及電化學分析方法的建立進行了研究。研究內(nèi)容及結(jié)果主要體現(xiàn)在以下三個方面:(1)絲網(wǎng)印刷電極的制備:設計了三電極系統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷電極,通過絲網(wǎng)印刷工藝制備出可應用于本研究工作中生物傳感器的基礎電極。對電極的制備工藝進行了詳細介紹,討論了制備過程中應注意的問題,并研究了絲網(wǎng)印刷電極的電化學性能。該電極可批量制作,成本低、比傳統(tǒng)電極更具有應用價值。(2)絲網(wǎng)印刷基礎電極的初步應用:采用滴涂法直接將DNA修飾到SPE工作電極表面,制備了DNA/SPE的電化學生物傳感器,以三聯(lián)釕(Ru(bpy)32+)作為信號分子,采用循環(huán)伏安法對水環(huán)境中α-萘胺進行了測定。
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規(guī)?;a(chǎn)條件下,對幾種規(guī)格網(wǎng)版印刷效果進行測驗,從微觀方面探究網(wǎng)版對銀柵線寬度和線高的影響,找出造成電性能差異的原因,為提高太陽電池片的轉(zhuǎn)化效率提供數(shù)據(jù)支持。
兩次實驗結(jié)果表明,網(wǎng)版貼膜厚度對印刷后銀柵線高度影響很大。網(wǎng)版各種參數(shù)一定時,提高膜厚,印刷后細柵線高度提高,串阻變小,相對應的電池片轉(zhuǎn)化效率也提高。在窄線寬工藝條件下,網(wǎng)版貼膜需控制在一定厚度,厚度過低影響印刷細柵線高度,不利于電池片轉(zhuǎn)化效率;厚度過高影響網(wǎng)版透墨性,印刷電池片線條高低起伏不利于降低Rs,從而影響電池片的轉(zhuǎn)化效率。
實際生產(chǎn)過程中要綜合考慮電池片工藝類型、印刷品質(zhì)等問題,要盡可能提高細柵線高度,降低細柵線寬度,以提高電池的轉(zhuǎn)化效率。這樣選擇匹配的網(wǎng)版細柵線寬度和網(wǎng)版貼膜厚度意義重大。
網(wǎng)版印刷電極實際應用
實際應用時,被研究的電極稱為工作電極W,在電化學分析法中也稱指示電極,它的電勢可利用與參比電極R組成的二電極測量電池測量。當工作電極需要極化時,則要另用一輔助電極(或稱對應電極,用C表示),組成三電極測量電池系統(tǒng),以提供可調(diào)節(jié)的電流。此時為了減少電液中歐姆電位降(IR)對工作電極電勢測量的誤差,參比電極與電解液連接處應采用毛細管,使之盡量靠近工作電極,稱為魯金毛細管。
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