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摘 要

目前，随着社会的迅速发展，新能源得到了人们越来越多的关注，其中钙钛矿材料因其具有储量丰富、结构灵活、成本低廉、稳定性较好等优势而备受关注。众所周知，优越的电催化性能以及相关的检测都体现了钙钛矿材料在无酶生物传感检测方面的巨大应用前景，这为在多种生物分子的无酶电催化传感器的研究中得到广泛应用打下了坚实的基础。

本文在一定的理论基础上，致力于研究不同方法制备的钙钛矿材料在生物传感检测方面的影响。主要工作为采用溶胶凝胶法、模板法、固相法、纺丝等方法制备具有生物检测性能钙钛矿材料LaCoO₃，同时根据制备的钙钛矿材料LaCoO₃使用XRD、SEM、BET等进行表征，探究钙钛矿材料对H₂O₂的无酶传感器检测性能的影响。根据结果表明，该课题探究不同方法制备的钙钛矿材料在生物传感检测方面的影响为以后的钙钛矿材料的制备和性能检测具有一定的指导意义。

关键词：制备方法 钙钛矿传感器 过氧化氢 性能影响

Comparison of Biosensor Detection of Perovskite Materials

Prepared by Different Methods

Abstract

Currently, with the rapid advancement of society, new energy has drawn ever more attention, of which perovskite material because of its rich reserves, flexible structure, low cost, good stability and other advantages of concern, we all know, Excellent electrocatalytic performance and related detection all reflect the giant application prospect of perovskite material in the absence of enzyme biosensor detection. This has laid a solid foundation for the wide application of non-enzymatic electrocatalytic sensors in a variety of biomolecules..

Based on a certain theoretical basis, this paper is devoted to the study of the effects of different methods on the biosensor detection of perovskite materials. The main work was to prepare LaCoO₃ with biologically detectable properties by sol-gel method, template method, solid phase method and spinning method. The LaCoO₃ was prepared by XRD, SEM and BET according to the prepared perovskite material. The effect of perovskite on the detection performance of H₂O₂ without enzyme sensor was investigated. According to the results, it is suggested that the influence of the perovskite materials prepared by different methods on the biosensor detection has some guiding significance for the preparation and performance detection of perovskite materials.

Key Words: Preparation; Perovskite sensor; Hydrogen peroxide; Performance impact

目 录

摘 要 I

Abstract I

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 钙钛矿材料的性质 1

1.3 钙钛矿材料的应用 2

1.4 钙钛矿材料LaCoO₃的制备方法 3

1.5 生物传感性能检测 4

1.6 本课题的研究内容 5

第二章 实验和表征方法 6

2.1 实验药品和仪器 6

2.2 钙钛矿材料LaCoO₃的制备 7

2.2.1 溶胶凝胶法制备钙钛矿材料 7

2.2.2 模板法制备钙钛矿材料 8

2.2.3 固相法制备钙钛矿材料 8

2.2.4 纺丝法制备钙钛矿材料 8

2.3 表征方法 9

2.3.1 X射线衍射(XRD) 9

2.3.2 粉体BET比表面积测定 9

2.3.3 场发射扫描电镜（FE-SEM） 9

2.4 电化学性能测试 9

第三章 结果与讨论 11

3.1 钙钛矿材料的相结构及比表面积 11

3.1.1 相结构分析 11

3.1.2 形貌及比表面积分析 12

3.2 LaCoO₃生物传感性能测试 13

3.2.1 循环伏安法（CV）测试 13

3.2.2 计时电流法（I-T）测试 15

3.3 抗干扰能力测试 19

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 22

参考文献 23

致 谢 25

第一章 文献综述

1.1 前言

进入新世纪以来，钙钛矿作为一种新型材料被普遍应用在太阳能电池。因为制备方法简易，器件效率优势突出，钙钛矿材料很快成为新能源领域的“明星”。

用于过氧化氢的钙钛矿材料在电化学检测方面的高性能酶传感器由于缺乏对温度，pH，中毒化学和湿度敏感的酶，这为过氧化氢的无酶测试提供了更真实和准确的检测途径。这可以使用目前依赖于铂，金或钯基纳米结构电极的电化学传感器装置来实现。寻找这种贵金属材料的替代方案对于促进这种装置的大规模应用变得至关重要。

过氧化氢（H₂O₂）的分析测定在日常生活的许多方面至关重要。H₂O₂广泛用作化学和食品工业的氧化剂，环境废物管理和医疗诊断。它也作为生物和酶催化反应中的副产物形成。近年来，金属氧化物如CuO，MnO₂，NiOx和CoOx的H₂O₂检测性能已经出现。考虑到其电催化性能和化学稳定性，CoOx特别引起了广泛的兴趣。钙钛矿的电子导电性，氧离子电导率和氧非化学计量（氧空位）可以通过掺入不同的金属氧化物组合来定制。更重要的是，该化合物中氧空位的存在是其催化电氧化过程的能力的基础。为此，H₂O₂的几种钙钛矿组合物的感测性能至关重要。钙钛矿材料的结构和性质研究在如今取得了巨大的进步，由于其制备过程不同而有明显的差别。

1.2 钙钛矿材料的性质

一般的钙钛矿材料化学式写成ABO₃，A是半径较大的配位数为12的金属阳离子，往往为La、Sr、Ba、Ca等；B是半径较大的配位数为6的阳离子代表金属阳离子，往往为过渡金属元素Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、Nb、Mo等。O代表非金属元素，它的晶胞结构如图1.1(a-b)所示。钙钛矿材料的A位置或B位置本身就具有较高的的掺杂本领。晶体学里面一般以钛氧八面体晶胞结构来描绘这种结构，如图1.1(c-d)所示。

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