● 摘要
铂系贵金属及其化合物是一类新型的多功能催化材料，在电化学传感、分子识别与检测等领域均具有广阔的应用前景。然而，铂系金属材料价格十分昂贵，所以有必要降低其用量，掺杂不失为一个很好的选择。近年来研究发现，在铂系材料中掺杂入Fe、Sn、Cu、Co、Ni等金属后不仅可以降低催化剂的成本，还能有效提高催化剂的性能。研究催化剂元素比例及其分布对催化性能的影响，保持催化性能的同时进一步降低铂的用量，是今后低铂金属催化剂研究的趋势。
本研究利用绿色、高效的合成技术成功制备了PtAg、AuCu双金属纳米线和介孔PdO微米棒，用SEM、XRD等手段对其形貌和结构进行表征，并利用电化学分析方法研究其对H2O2、Cu2+等物质的催化性能。本文从以下三方面展开研究：
（1）首次使用温和的液相化学法合成PtAg双金属纳米线。由于导电性好、比表面积大及双金属间特有的协同电子效应，使得该纳米线表现出极高的氧还原活性。将其涂覆在旋转圆盘电极上构筑无酶电化学免疫传感器，并对甲胎蛋白（AFP）进行检测。在最优化条件下，该传感器对AFP检测的线性范围为0.001 ~ 36 ng/mL，检测限可低至0.2 pg/mL。
（2）通过湿化学法合成形貌良好、比表面积大、活性位点多的介孔PdO微米棒，并使用其制备电化学传感器来检测Cu2+。分析结果显示，该传感器检测Cu2+时响应时间小于8 s，线性范围为1×10-9 ~ 8×10-5 mM，灵敏度高达112 µA﹒µM-1﹒cm-2。此外，我们还使用该传感器成功检测出了RAW 264.7细胞（巨噬细胞）中释放的痕量H2O2，拓宽了其在生物分析和环境领域的应用。
（3）运用种子生长法，在室温条件下通过直接还原金属盐，合成了尺寸和成份可调的AuCu双金属合金纳米线，并使用其制备生物酶传感器，检测对H2O2氧化还原反应的电催化行为。研究表明，相比于单一组分金属纳米粒子催化剂，由于不同组分间的表面应变和电子耦合引起的明显协同效应，双金属表现出了更优异的电催化性能和稳定性。该电化学传感器检测H2O2时选择性好、灵敏度高，且检测限可低至2 nM。最后，通过成功检测细胞中释放的痕量H2O2，我们也证明了其在临床医学上的广泛应用。