二维纳米材料：传感检测与环境监测

第1章概述 001
1.1水体中的污染物和危害 003
1.1.1环境有机污染物 003
1.1.2重金属污染物 004
1.1.3微生物污染物 005
1.2大气中的污染物和危害 005
1.3环境污染物的分析方法 006
1.3.1传统的分析方法 007
1.3.2传感分析方法 008
1.4二维纳米材料在环境监测领域的应用 010
1.4.1二维纳米材料的发展趋势 013
1.4.2二维纳米材料的结构与性能关系 014
1.4.3二维纳米材料在环境监测的应用优势 016
1.5总结和展望 016
参考文献 017

第2章二维纳米材料的结构与性质 019
2.1引言 019
2.2二维纳米材料的结构 021
2.2.1石墨烯族 021
2.2.2过渡金属硫属化物 024
2.2.3金属氢氧化物 025
2.2.4金属有机框架化合物 026
2.2.5第四主族元素 026
2.2.6MXenes 027
2.2.7金属单质 028
2.3二维纳米材料的性质 028
2.3.1力学性能 029
2.3.2表面化学性质 030
2.3.3生物兼容性 032
2.3.4电学性质 033
2.3.5光学性质 035
2.4总结和展望 036
参考文献 037

第3章二维纳米材料的制备和表征方法 040
3.1引言 040
3.2二维纳米材料的制备方法 040
3.2.1自上而下法 042
3.2.2自下而上法 047
3.3二维纳米材料的表征方法 049
3.3.1X射线衍射光谱 049
3.3.2拉曼光谱 050
3.3.3紫外可见吸收光谱 051
3.3.4能谱分析 052
3.4总结和展望 053
参考文献 054

第4章基于二维纳米材料的环境污染物传感分析法 056
4.1引言 056
4.2环境污染物传感分析法的原理和分类 057
4.2.1电化学传感分析法 058
4.2.2荧光传感分析法 058
4.2.3光电传感分析法 059
4.2.4电化学发光传感分析法 060
4.2.5比色传感分析法 060
4.2.6场效应晶体管传感分析法 061
4.3环境污染物传感分析法的性能评估 061
4.3.1选择性 062
4.3.2灵敏度和检出限 062
4.3.3稳定性和重现性 063
4.3.4线性范围 063
4.3.5实用性 063
4.4环境污染物传感分析法的设计策略 064
4.4.1原子水平修饰 064
4.4.2分子水平修饰 066
4.4.3混合维度的纳米复合材料 069
4.5总结和展望 071
参考文献 071

第5章环境污染物的电化学传感分析法 073
5.1引言 073
5.2电极反应的一般过程 076
5.2.1电极/溶液界面的质量传递 077
5.2.2电极/溶液界面的电荷传递 078
5.2.3电极材料的电化学性质表征 078
5.3二维TMDC基电化学传感器 082
5.3.1水体中重金属离子的检测 083
5.3.2水体中有机物的检测 094
5.3.3水体中细菌的检测 095
5.4石墨烯族基电化学传感器 096
5.4.1水体中重金属离子的检测 097
5.4.2水体中有机物的检测 098
5.4.3水体中微生物的检测 101
5.5MXene基电化学传感器 102
5.5.1水体中亚硝酸盐的检测 103
5.5.2水体中有机物的检测 103
5.5.3水体中重金属离子的检测 104
5.6总结和展望 105
参考文献 106

第6章环境污染物的荧光传感分析法 111
6.1引言 111
6.2石墨烯族基荧光传感器 113
6.2.1水体中重金属离子的检测 114
6.2.2水体中抗生素的检测 115
6.2.3水体中有机农药的检测 117
6.2.4水体中药物的检测 118
6.2.5水体中细菌的检测 119
6.3二维TMDC基荧光传感器 120
6.3.1水体中重金属离子的检测 120
6.3.2水体中有机物的检测 122
6.3.3水体中细菌的检测 122
6.4二维过渡金属氧化物基荧光传感器 123
6.4.1水体中有机物的检测 124
6.4.2水体中氧活性物质的检测 125
6.5二维MOF基荧光传感器 126
6.5.1水体中重金属离子的检测 126
6.5.2空气中VOCs的检测 127
6.5.3水体中抗生素的检测 128
6.6总结和展望 129
参考文献 129

第7章环境污染物的比色传感分析法 133
7.1引言 133
7.2石墨烯族基比色传感器 136
7.2.1水体中重金属离子的检测 136
7.2.2水体中有机物的检测 137
7.2.3水体中氧活性物质的检测 138
7.3二维TMDC基比色传感器 139
7.3.1水体中有机物的检测 140
7.3.2水体中氧活性物质的检测 141
7.4二维过渡金属氧化物基比色传感器 143
7.4.1水体中有机物的检测 143
7.4.2水体中致病菌的检测 144
7.5二维MOF基比色传感器 144
7.5.1水体中有机物的检测 145
7.5.2水体中氧活性物质的检测 145
7.6二维金属基比色传感器 148
7.6.1水体中有机物的检测 149
7.6.2水体中氧活性物质的检测 150
7.7总结和展望 151
参考文献 152

第8章环境污染物的光电传感分析法 156
8.1引言 156
8.2石墨烯族基光电传感检测器 161
8.2.1水体中重金属离子的检测 161
8.2.2水体中有机物的检测 164
8.2.3水体中微生物的检测 168
8.2.4水体中无机非金属离子的检测 169
8.3二维TMDC基光电传感检测器 170
8.3.1水体中有机物的检测 170
8.3.2水体中致病菌的检测 172
8.4二维过渡金属氧化物基光电传感器 172
8.4.1水体中重金属离子的检测 173
8.4.2水体中有机物的检测 173
8.5MXene基光电传感检测器 175
8.5.1水体中重金属离子的检测 175
8.5.2水体中有机物的检测 176
8.6总结和展望 177
参考文献 177

第9章环境污染物的电化学发光传感分析法 180
9.1引言 180
9.2石墨烯族基电化学发光传感器 184
9.2.1水体中重金属离子的检测 184
9.2.2水体中有机物的检测 186
9.2.3水体中致病菌的检测 188
9.2.4水体中氧活性物质的检测 189
9.3MXene基电化学发光传感器 190
9.4二维MOF基电化学发光传感器 191
9.5磷烯基电化学发光传感器 192
9.6二维TMDC基电化学发光传感器 193
9.6.1水体中过氧化物的检测 194
9.6.2水体中有机物的检测 196
9.7总结和展望 196
参考文献 196

第10章环境污染物的场发射晶体管传感分析法 199
10.1引言 199
10.2石墨烯族基场发射晶体管传感器 204
10.2.1水体中重金属离子的检测 205
10.2.2水体pH检测 206
10.2.3水体中细菌的检测 207
10.3二维TMDC基场发射晶体管传感器 209
10.3.1水体中重金属离子的传感检测 211
10.3.2空气中氮氧化物的传感检测 212
10.3.3空气中VOCs的传感检测 214
10.4总结和展望 216
参考文献 216