材料工程技术专业人才培养模式的改革与创新_材料工程论文五篇

【材料】导语，我们所阅读的这篇文章共有28950文字，由水研友经心厘正，发表在范万文网！范万文小百科：

能力是完成一项目标或者任务所体现出来的综合素质。 人们在完成活动中表现出来的能力有所不同，能力是直接影响活动效率，并使活动顺利完成的个性心理特征。能力总是和人完成一定的实践相联系在一起的。离开了具体实践既不能表现人的能力，也不能发展人的能力。掌握和运用知识技能所需的心理特征。达成一个目的所具备的条件和水平。能力：是生命物体对自然探索、认知、改造水平的度量。如人解决问题的能力，动物、植物的生殖能力等。

“人才培养模式”是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下，按照特定的培养目标和人才规格，以相对稳定的教学内容和课程体系，管理制度和评估方式，实施人才教育的过程的总和。对于“人才培养模式”这个概念我国很多学者都对其下过定义。1998 年在教育部召开的第一次全国普通高校教学工作会议上，时任教育部副部长的周远清同志曾对这一概念作出过阐述，他认为所谓的人才培养模式，实际上就是人才的培养目标和培养规格以及实现这些培养目标的方法或手段。材料工程技术专业人才培养模式的改革与创新_材料工程论文五篇欢迎大家来阅读，希望对你有帮助！

第一篇 材料工程技术专业人才培养模式的改革与创新_材料工程论文

一、前言

人才培养模式的内涵包括明确人才培养的目标与规格、为实现培养目标与规格的教学过程、实现教学过程的一整套管理与评价制度、与之相匹配的教学方法和教学手段等。无锡工艺职业技术学院通过转变职业教育观念、健全校企合作机制、确定人上文库才培养目标与方案、优化“双师”教学团队与完善实习实训条件、加强教学组织与管理“五项措施”，进行工学结合人才培养模式改革。通过实施课程体系与工作过程相对接、课程标准与岗位要求相对接、教学情景与工作环境相对接、顶岗实习与毕业就业相对接、学校考核与企业评价相对接“五个对接”，进行工学结合人才培养模式的实践。通过“一二三”课堂相结合、“教学过程”与“工作过程”相结合、学生课程“作品”与企业“产品”相结合、“双师”教学团队建设与学生“拜师学艺”相结合、学生作品展示与创作展览相结合“五个结合”，进行工学结合人才培养模式的创新。

二、通过“五项措施”，改革工学结合人才培养模式

1.转变职业教育观念。职业教育人才培养模式改革，教育观念的改革是首要问题。www.0519news.Com我们通过学习相关职业教育理论，到兄弟院校学习交流等形式，转变人才培养观念。树立了高职教育的市场观，及时掌握市场需求信息，做到市场需要什么样的人才，我们就培养什么样的人才。树立了高职人才培养的质量观，研究制定了以职业能力为核心的考核评价体系，采用过程性评价与终结性评价相结合的方法，评价培养人才的质量。树立了以能力为本位的教学观，以学生就业为导向，专业培养目标符合职业岗位对知识、技能、态度的要求。

2.健全校企合作机制。建立健全的校企合作机制是实施工学结合人才培养模式的重要保障。我们充分发挥行业企业在职业教育中的作用。学院、、行业、企业多方联动，共同制订人才培养方案，开发专业课程，建设师资队伍，建立实训基地。充分挖掘学校的人才输出、职业培训、研究开发、技术服务等功能，以满足企业和市场的需求，与企业达成共赢。建立了校企合作组织架构，制定并完善了各项管理制度，建立了良好而长效的合作机制，为改革和创新人才培养模式打下了坚实的基础。

3.确立人才培养目标与人才培养方案。根据社会与行业的

人才需求，对培养目标进行调整，使其更加准确地贴近职业需求，对各个阶段的教学任务、课程安排提出明确规定和总体要求。通过专业建设指导委员会，对培养目标、人才培养方案等进行认真研究与科学论证。组织专家委员会，确定能力目标，制定课程标准，从教学组织、教学内容、时间安排等方面，实现校企双向参与、工学紧密结合、突出实践教学。为提高综合素质，建立了以专业理论知识为基础，以专业技能为主线，以职业能力为核心的课程体系。组织企业专家、课程专家和专业教师，进行项目课程开发。以工作过程为主线，设置课程，以工作任务、职业能力为中心，组织课程内容，设计学习项目，整合理论与实践内容，实现了理论教学与实践教学的一体化。

4.优化“双师”教学团队与完善实习实训条件。加强“双师”

教学团队建设，通过企业实践、社会服务、培训考证等途径，实施专业带头人“一师一企一项目”、骨干教师“一师一企一岗位”、青年教师“一师一企一案例”制度，通过在企业“完成项目、岗位锻炼、案例收集”等过程，培养教师的“双师”素质。明确教师的管理办法，采用激励措施，调动企业教师的积极性。加强实践教学条件建设，不断加大硬件条件的投入与建设力度。同时，通过职业教育集团，共享优质教学资源，建立校外实训基地，为实践教学提供必要的条件。建立开放的实践教学体系，培养学生的技术应用能力、动手能力和创新能力。

5.加强教学组织与管理。为加强教学过程管理，对教学质量进行有效监控，成立了教学质量监控工作组，建立了教学的质量保障体系，完善各项组织管理制度、运行管理制度、考核鉴定制度等，并在企业聘请实习指导教师，加强对顶岗实习的全程跟踪管理，注重对学生职业道德和职业素质的培养。

三、通过“五个对接”，实践工学结合人才培养模式

1.课程体系与工作过程相对接。深入行业企业反复调研，根据企业发展需求，把握行业发展趋势，进一步明确专业人才培养目标，突出能力本位，围绕实际岗位工作任务、职业资格证书要求等，设置课程及实习实训项目。按照岗位职业能力要求，整合教学内容，构建了“公共基础课程+岗位平台课程+岗位核心课程+专业拓展课程+实践环节+技能考证”的具有工学结合特色的课程体系。岗位核心课程着眼于企业关键岗位的工作任务和作业流程，突出专业核心技能和职业素质的培养。专业拓展课程模块着眼于企业岗位的变化和新技术、新工艺、新设备的发展要求，着重培养学生的专业适应能力和可持续发展能力。

2.课程标准与岗位要求相对接。坚持“以能力为基础，以能力培养为中心”的课程设计原则，突出岗位职业能力的培养，追求教学内容“重实用”，教学方法“重实操”，教学效果“重实效”的教学目标。将职业资格标准内容融入课程中，行业专家与专业教师共同工作岗位对应的工作任务与职业能力，制定课程教学标准，明确课程教学目标，确定课程教学内容，开发项目课程与工学结合的项目教材，研究教学方案并组织实施，实现课程标准与岗位要求相对接。

3.教学情景与工作环境相对接。根据专业课程特点，完善校内生产性实训基地的功能，创造“理实一体化”的课程教学条件，实现在模拟、仿真和真实的环境下进行教学。实施“教、学、做”合一的教学方法，采用理论实训一体、任务驱动、现场教学、案例教学、项目教学、讨论式教学等方法，充分体现学生在学习中的主体地位，真正实现工学结合课程化。扩充企业一线的生产教学案例，达到现场教学的效果。创建了集实训教学、生产、技术服务、项目开发于一体的工程中心，改善了校内生产性实训的条件。与行业企业建立紧密合作关系，积极争取更多的行业企业支持，建立共建、共管和共享的校外实习基地。进行

转贴于上文库 教学方法改革，鼓励学生求新求异，给学生更多的时间和空间去看、去想、去做，使学生变被动学习为主动学习，提高实践能力。

4.顶岗实习与毕业就业相对接。每年举行两次双选会，一次是“实习双选会”，一次是“就业双选会”。在毕业实习前，组织实习基地企业到学校进行实习双向选择。实习的目的不仅是巩固和强化学生的专业技能，提高职业能力，完成学习任务，更重要的是为学生搭建就业平台，促进学生成功就业。积极推行“实习+就业”的顶岗实习形式，学生以准员工的身份到合作企业进行顶岗实习，实习期间聘请一线技术骨干担任实习指导教师，学院派带队教师协助，双方共同实施完善管理和考核。

5.学校考核与企业评价相对接。针对不同的课程开发学生学习评估考核标准，注重过程性评估，促进学生学会学习、主动学习、合作学习，在学习中培养学生的实践能力、表达能力、协作能力等。强化对实验实训、生产性实训、课程设计、毕业设计和顶岗实习等教学环节的质量监控，部分课程可以直接由企业考核。定期进行毕业生跟踪调查，听取用人单位对教学质量的评价，根据反馈意见，不断改进课程内容和教学设计。每年举办由合作办学企业主管、技术骨干组成的专业教学座谈会，从企业对人才需求的角度，了解教学过程中存在的问题，及时总结和调整教学督导办法，保证教学质量。

四、通过“五个结合”，创新工学结合人才培养模式

1.“一二三”课堂相结合。第一课堂是课堂教学，第二课堂是围绕理论教学组织开展的多种活动，第三课堂是社会实践教学。通过改革第一课堂、活跃第二课堂、延伸第三课堂，充分调动学生的积极性和创造性。课后对学生开放工作室与实训室，鼓励学生参与各项活动，引导学生深入社会、了解社会、服务社会，在实践中不断提高综合素质，使利用课余时间、周末假日等时间到企业学习与实践，成为学生学习的自觉行动。

2.“教学过程”与“工作过程”相结合。开展基于工作过程系统化的教学改革，从人才市场需求入手，根据人才需求与人才规格要求，通过岗位工作任务与职业能力，确定人才培养目标。按照典型工作任务，重构课程体系，以工作过程开发项目课程，制定相应的课程标准与项目设计方案，并付诸教学实践。以项目为逻辑主线，组织课程内容，突出职业岗位能力的培养。以企业典型工作项目为载体，根据教学规律将工作项目改造成教学项目，通过实施教学项目，学生完成知识学习、能力训练和素质提升。

3.学生课程“作品”与企业“产品”相结合。在教学过程中，改变以往单独授课的方式，将学生课程“作品”与企业“产品”开发项目相联系，学生一边接项目，一边学习，直接进入项目实际操作，学生设计的实习“作品”与企业“产品”开发同步，极大地促进工学结合，“真刀真枪”地培养学生的创新精神和创新能力，使学生更快、更好地适应工作和企业需要，尽快成为企业需要的高级技术人才。

4.“双师”教学团队建设与学生“拜师学艺”相结合。采用“双师教学”“拜师学艺”等形式，由学院教师与企业工程技术上文库人员、能工巧匠等，共同担任教学工作。通过师师互动、师生互动、生生互动来创设良好的教学情境，大家相互学习、相互讨论、相互交流，不断改革教学方法，充实教学内容，提高教学效果。通过“教师工作室”与“学生工作室”等，建立“师生”与“师徒”关系。学生能够及时了解行业与企业的发展动态，学到生产一线的知识与能力。

5.学生课程作品展评与创作展览相结合。课程学习结束时，一方面，通过课程作品的展评，综合考核与评价学生的学习状况。另一方面，通过展示设计作品，师生间取长补短，交流经验，互相学习，共同提高，更好地促进学生的技能训练，提高学生的动手能力。

工学结合是人才培养模式改革的核心，人才培养模式的改革提高了人才培养质量。但是，工学结合人才培养模式的改革是高职院校的一项长期工作，需要学院、、行业与企业的共同合作，以达到共同发展的目的。转贴于上文库

第二篇 金属材料工程专业生产实习质量的研究_材料工程论文

引言

实习是高等工科院校学生在大学实践学习中必不可少的一个重要环节，尤其是工科大学生，生产实习是获得“一线工程师”基本训练的一个重要过程上文库[1]。通过实习，可以提高学生认识和解决工程实践问题的能力，培养学生在生产实践活动中的创造性思维和创新意识。还可以帮助学生接触社会，为毕业后走向工作岗位打下良好的基础。如何进行生产实习、加强生产实习的管理，达到良好的实习效果，是能否办好专业的重要一环，关系到提高实践教学质量与人才培养的大问题。

1生产实习教学的现状

金属材料工程专业是我校较早获批的国家级特色专业，专业办学水平高、办学条件好、师资力量强、开办时间长。专业的培养目标是：为企业输送合格的“一线工程师”，所以专业尤其注重实践教学环节，开设了多种实践教学环节。

生产实习于第6学期，在我校的企业实习基地——洛阳一拖集团开展，实习基地专业对口、生产设备齐全，技术、工艺、管理等方面能与理论教学相结合。同时实习基地周围有还有洛阳铜加工厂、洛阳轴承厂、河南柴油机厂、耐火材料厂以及中信重机厂等众多大型国有企业可作为在实习的补充。这些为实习工作的开展创造了有利条件。实习期间，请企业工程技术人员做专题讲座，增加感性认识，进厂参观以了解企业生产情况、加深对所学专业知识的理解。同时还安排学生在上述企业参观学习，开阔学生的眼界、扩大知识面。WWw.0519news.COM多年来，生产实习工作得以顺利开展，为学生实践能力的培养起到了积极的作用。

但是，由于社会经济环境变化以及其它各种因素的影响，我校生产实习工作出现了不少新的问题和矛盾，面临不少困难，传统的实习方式受到了很大的冲击，实习效果也不尽如人意。存在的问题主要有以下几个方面：

1.1 自1998年国家颁布了新的高等院校本科专业目录以来，我们学校也调整了专业内容，将原来的铸造、热处理和焊接专业合并成金属材料工程专业，拓宽了专业口径，增加专业基础教学。在生产实习的时候，也将原来单一的方向拓宽成三个方向。需要实习的内容增加了，但教学学时没有增加，实习的内容很难涵盖各专业方向。

1.2 企业接收学生实习的积极性下降。由于多方面的原因，目前，国营大中型企业的效益不如以前，各企业都实行岗位责任制，任务到人，工作中不允许有任何失误。为确保万无一失，车间不敢让学生动手操作，也无暇回答学生提出的问题，更不用说共同探讨了。学生只能在一边充当看客，认真的学生还记录设备型号，记录生产流程，抄工艺卡，不认真地的学生就在一边偷懒。生产实习已经没有动手实践的环节，变成“参观型”生产实习。

金属材料专业的实习基地中国一拖集团是国有大型企业，是50年代前苏联援建的项目，很多的分厂设备陈旧，工艺落后，学生在这样的环境下实习，学生看不到先进的设备、先进的技术和先进的管理，无法达到生产实习预期的效果。另外，某些环境恶劣的分厂，还会对学生的专业学习兴趣造成打击。比如球铁分厂的60年代建设的国产kw铸造生产线，噪音极大、粉尘很多，一天实习下来，学生非常失落。

1.3 经费不足，影响实习时间近几年，随着经济的发展，物价水平提高很快。实习单位的实习费用，住宿费用也水涨船高。而我们学校的实习费用涨幅很少，远远不够计划学时为一个月的实习费用。在这种情况下，除了学院出资一部分，还要向学生收取一部分费用。即便如此，实习时间从一个月缩短为2-3个星期，甚至在经费最紧张的一年实习时间还不足两周。最近几年的实习，带队老师都是每天晚上算所用经费，剩余经费，一旦发现经费不足以支撑一天实习，只能立即返回学校。实习的总时间缩短很多，需要实习的内容又成倍增加，导致了每部分内容的时间都只有半天，实习过程变成“走马观花”，很难深入进行，实习时间和效果大打折扣。

1.4 师资队伍经验不足，针对性指导不足目前我校教师队伍中，年轻教师所占的比例越来越大，由于用人体制的原因，现在入校的老师绝大部分是从学校到学校，教师没有在企业一线工作的经历，接触社会

转贴于上文库 也少，教师缺乏到工矿企业参加生产实践的经历。尽管青年教师热情很高，但在指导学生实验、实习或毕业设计时，还是体现出实践经验不足这个问题。生产实习指导教师在生产实习过程中处于主导地位，如果老师很难给学生进行很有针对性的专业指导，会严重影响生产实习的效果。

2改进措施

针对以上的问题，我们可以在工作方式和管理模式上作一些相应调整：

2.1 做好实习动员，提高学生认识，加强实习环节管理，保证实习效果生产实习的过程中，学生是学习的主体，实习收获多少，学生起决定因素。而不少学生实习态度不端正，往往把生产实习当作集体参观，认为实习就是看热闹，高兴时好好看看，不高兴时就不学。因此，在进行生产实习之前一定要开好实习动员会，给学生讲清楚生产实习在专业学习中的重要性，端正学生的实习态度。同时，对学生的实习提出具体要求，下发实习内容和实习提纲，让学生带着问题进入实习环节，在实习中做到有的放矢；实习过程中应加强对学生的监督工作，布置实习作业、抽查学生的实习笔记等；强化生产实习的总结和考核，改变过去实习仅仅上交实习报告就全部通过的方式，要求学生参加最后随机抽题的实习答辩，对没有达到实习要求的坚决给予不通过，要求第二年重新实习。这样，从各方面调动起学生实习的主观能动性，以提高生产实习质量[2]。

2.2 改进实习方式针对实习经费不足，实习时间短这个问题，可以将实习分为两阶段组成[3，4]。

第一阶段为集中实习，实习时间缩短为二周，地点在实习基地——洛阳第一拖拉机集团。洛拖规模大，生产设备齐全、与金属材料专业专业对口，同时实习基地周围的众多大型国有企业可作为实习的补充。在这两周内，学生可以对自己所学的专业有感性的，全面的认识。

第二阶段为分散实习，实习时间放在大三第二学期期末，时间为二周。4-5名学生一组，去国企、民营企业、私企或科研单位。由学生自己联系或老师介绍，实习内容不需要面面俱到，只要针对某一方向，进行深入的学习，着重培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。在新学期报到的时候提交实习报告。上文库

2.3 加强青年教师的实践培养现在年轻教师的人数已经占到我院的一半，虽然青年教师的工作积极性很高，但是经验不足也是不争的事实，因此加强对青年教师在生产实际中的再培养显得非常重要。

一方面加强老带新，学院安排德高望重、富有经验的教师带队指导实习，加快对年轻教师的培养，熟悉实习基地的基本情况，深入生产第一线，摸清企业设备、工艺、产品、管理等问题，尽可能多的将理论知识与现场实践结合起来，这样既可提高教师自身素质，又能更好地指导学生。

另一方面，在生产实习之外的时间提供青年教师下工厂的机会。在生产实习的过程中，老师更注重的是学生的安全问题，希望能把学生高高兴兴带出来，平平安安带回去。而且在生产实习的过程中，老师和学生一样都没有实际动手的机会。学院应利用产学研结合的机会让青年教师在寒暑假期间下工厂或科研院所，到生产第一线，在实际生产中发现问题，解决问题，在实践中更好的掌握理论知识。这样，不仅可以在生产实习中指导学生游刃有余，而且在理论课上也能讲的更精彩，更自信。转贴于上文库

第三篇 浅谈单壁碳纳米管与多壁碳纳米管的差异_材料工程论文

碳纳米管是一维纳米材料，可上文库称为纳米材料之王，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。碳纳米材料在纳米材料技术开发中举足轻重，它将影响到国民经济的各个领域，是国际上研究的热点及难点。

碳纳米管按照石墨烯片的层数简单分类为：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。此外二者还有其他差异，现综述如下：

1发现时间

单壁碳纳米管：1993年s.iijima［1］等和ds.bethune等同时报道了采用电弧法，在石墨电极中添加一定的催化剂，可以得到仅仅具有一层管壁的碳纳米管，即单壁碳纳米管产物。

多壁碳纳米管：1991年日本nec公司基础研究实验室的电子显微镜专家iijima［2］在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子，现在被称做的“carbon nanotube”，即碳纳米管，又名巴基管。iijima发现的碳纳米管最小层数为2，含有一层以上石墨片层的则称为多壁碳纳米管。

2结构

单壁碳纳米管：由单层圆柱型石墨层构成，其直径大小的分布范围小、缺陷少，具有较高的均匀一致性。swcnts的直径一般在1～6 nm，目前观察到的swcnt的最小直径约为0.33 nm，并已能合成直径0.4 nm的swcnts阵列，直径达6 nm的swcnts也已有报道。一般认为，swcnt的直径大于6 nm以后特别不稳定，容易发生swcnt管的塌陷。WWw.0519news.CoM而单壁碳纳米管的长度则可达几百纳米到几十微米。单壁碳纳米管的单层结构显示出螺旋特征，根据构成碳纳米管的石墨层片的螺旋性，可以将单壁碳纳米管分为非手性（对称）和手性（不对称）。

多壁碳纳米管：多壁管在开始形成的时候，层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。多壁碳纳米管的层间距约为0.34 nm，外径在几个纳米到几百纳米，而已发现的最小内径为0.4 nm。其长度一般在微米量级，最长者可达数毫米。

3工艺制备

单壁碳纳米管：激光蒸发法是制备单壁碳纳米管的一种有效方法。用高能co2激光或nd/yag激光蒸发掺有fe、co、ni或其合金的碳靶制备单壁碳纳米管和单壁碳纳米管束，管径可由激光脉冲来控制。iijima等发现激光脉冲间隔时间越短，得到的单壁碳纳米管产率越高，而单壁碳纳米管的结构并不受脉冲间隔时间的影响。用co2激光蒸发法，在室温下可获得单壁碳纳米管，若采用快速成像技术和发射光谱可观察到氩气中蒸发烟流和含碳碎片的形貌，这一技术使得跟踪研究单壁碳纳米管的生长过程成为可能。激光蒸发（烧蚀）法的主要缺点是单壁碳纳米管的纯度较低，易缠结。

多壁碳纳米管：化学气相沉积法主要用于多壁碳纳米管的合成。其基本原理为含有碳源的气体（或蒸气）流经催化剂表面时分解，生成碳纳米管。常用的碳源气体有c6h6、c2h2、c2h4等。yacaman等最早采用25%铁/石墨颗粒作为催化剂，常压下700 ℃时分解9%乙炔/氮气制得碳纳米管。amelincks等采用co为催化剂，乙烯为碳源得到螺旋状的碳纳米管，中国科学院物理所用化学气相沉积法大批量合成了排列整齐的碳纳米管，而且端口是打开的。

4应用及性能（电容）

单壁碳纳米管：能够严重破坏大肠杆菌等细菌的细胞壁，从而将它杀灭，将有助于解决细菌抗药性这一日益突显的问题。单壁碳纳米管其电容量一般为180 f/g，比多壁碳纳米管更高。其电容器功率密度可

转贴于上文库 达20 kw/kg，能量密度可达7 w·h/kg。

多壁碳纳米管：没有相关的报道指明可以杀灭细菌。多壁碳纳米管其电容量一般为102 f/g。

以上是关于单壁碳纳米管和多壁碳纳米管一些差异性的概括，然而二者均具有优异的力学性能、导电性能、热学性能、储氢性能等。

碳纳米管作为最重上文库要的纳米材料之一，其研究越来越得到人们的高度重视，人们相信，碳纳米管在工业领域里大规模应用将在未来几年中出现，碳纳米管的研究也将对纳米技术的未来产生重大影响。转贴于上文库

第四篇 基于纳米铁氰化镍修饰二氧化钛纳米管阵列电极的非酶葡萄糖传感器_材料工程论文

引 言

传统的葡萄糖生物传感器是利用固载了葡萄糖氧化酶的酶电极实现对葡萄糖，高选择性和高灵敏度的检测。但是由于酶本身受温度上文库、ph值等的影响，在一些特殊的化学环境中， 酶易丧失活性而使电极不稳定。人们已对各种电流型非酶型传感电极对葡萄糖的直接氧化进行了广泛的研究。各种金属电极，例如pt， au等在高的过电势下对葡萄糖有高的催化作用。然而，这些电极表面易受到毒害和污染，价格比较昂贵。此外，许多研究报道了包括ni， cu， 金属氧化物（mno2， cr3o4）、金属铁氰化物等修饰电极具有良好的电子转移速率，对葡萄糖有高的响应。其中金属铁氰化物修饰电极具有制备方法简单、化学性质稳定、良好的电催化性能及电色效应、价格低廉等优点, 因而成为电化学的研究热点。

阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管列阵（s）电极具有价格低、生物兼容性、良好电导性和有序的孔道结构。因此，s电极可作为一种负载纳米颗粒的良好支持电极。本研究利用阳极氧化法制备s电极，将该电极焙烧后沉积纳米镍粒子，并通过循环伏安法将ni纳米粒子转化为纳米铁氰化镍（nihcf）。这种修饰电极制备方法简单、价格低廉，对葡萄糖具有高的灵敏度、良好的重现性和稳定性。2 实验部分

2.1 仪器与试剂

yj44型直流稳压电源（上海沪光仪器厂）；autolab pgstat30 电化学工作站（荷兰autolab公司）；chl660a型电化学工作站（上海辰华仪器公司）；j5600lv型扫描电子显微镜（日本电子公司）。wWW.0519news.coM

纯钛片（纯度99.6%）；葡萄糖（sigma公司）；其它试剂均为纯。实验用水均为二次去离子水。

2.2 修饰电极的制备

2.2.1 tio2纳米管阵列（s）电极的制备 将1 cm×1 cm的钛片用金刚砂纸打磨光亮后，依次用18% hcl溶液、乙醇和纯水各超声10 min，再用二次蒸馏水清洗，晾干。在室温下，以预处理的钛片为阳极，pt电极为对电极，电极间距保持约3 cm。0.15 mol/l hf为电解质，以稳压稳流电源提供直流电源，在20 v电压下阳极氧化2 h后，取出样品用去离子水清洗，晾干，并在400 ℃氮气气氛中焙烧3 h。

2.2.2 纳米镍/tio2纳米管阵列（ni/s）修饰电极的制备

将焙烧好的tio2纳米管阵列电极作为工作电极，镍板为辅助电极，电解质组成为300 g/l niso4•6h2o， 45 g/l h3bo3溶液，采用脉冲电化学沉积法将镍纳米颗粒负载于二氧化钛纳米管孔道内得到纳米镍/tio2纳米管阵列修饰电极。

2.2.3 纳米铁氰化镍/tio2纳米管阵列（nihcf/s）修饰电极的制备 将制备的电极在10 mmol/l

转贴于上文库 k3fe（cn）6和0.5 mol/l na2so4溶液中扫描直至峰电流达到平衡，电压范围0～0.8 v，扫描速率为50 mv/s，得到nihcf/电极。

2.3 测试方法

以修饰电极为工作电极，ag/agcl（饱和kcl）电极为参比电极，铂电极为辅助电极，电压范围为0～0.6 v，利用循上文库环伏安法在1 mol/l naoh溶液中研究了葡萄糖在修饰电极上的电化学行为。在恒电位分别为0.4 和0.6 v的条件下，通过安培响应曲线测定电极的线性范围。电极每次使用后，用水冲洗，然后置于1 mol/l naoh溶液中，于0～0.8 v之间循环扫描30圈，消除吸附在电极表面的葡萄糖和再生电极。

3 结果与讨论

3.1 修饰电极的表征

图1a为焙烧后的二氧化钛纳米管的表面形貌，纳米管的管径约为100 nm，管壁为15 nm左右。通过脉冲电沉积的方法将纳米镍粒子沉积在s电极的表面和管壁上。从图1b可见，沉积的镍纳米粒子直径约为40 nm，插图中可以看出纳米镍颗粒高度分散在二氧化钛管壁上，具有高的比表面积。为了得到纳米nihcf修饰s 电极，利用电化学的方法将纳米镍转化为nihcf。图1c为得到的nihcf/s 电极，电极表面的粒子尺寸与图1b基本一致。

3.2 修饰电极的电化学行为

图2a 是不同电极在pbs（ph 7.0）缓冲溶液中的循环伏安图。s电极和ni/s电极未出现氧化还原峰，而nihcf/s电极呈现一对可逆的氧化还原峰。这是由于在s上形成的纳米nihcf的fe3＋/fe2＋ 的氧化还原。为研究修饰电极上的纳米nihcf在碱性溶液中的电化学性质，图2b示出了nihcf/s电极在1 mol/l naoh溶液中不同扫速下的循环伏安图。氧化还原峰不是fe3＋/fe2＋所引起的，而归因于电极表面的nihcf中的ni2＋和ni3＋之间的相互转化。该氧化还原反应表示如下：

ni（oh）2＋oh－nio（oh）＋h2o＋e

在10～300 mv/s的扫描速率下，对应的峰电流与扫描速率的平方根成良好的正比关系，这表明电极表面的电化学过程是受扩散控制，而不是表面控制。随着扫速的增加，阴极峰电位负移，阳极峰电位正移，峰的分离电压逐渐增大，标志着电极表面是准电子转移动力学过程。另外，nihcf在碱性支持电解质中具有良好的， 可再生的响应。当nihcf处于不同的氧化还原状态时，nihcf的组成结构会通过溶液中置入和置出碱金属离子来维持电极表面nihcf的电中性。因此，nihcf是一种良好的电子媒介体。

3.3 nihcf/s电极对葡萄糖的电催化氧化

图3为nihcf/s电极上不同浓度葡萄糖的循环伏安图。当加入一定浓度的葡萄糖后，该电极的阳极峰电流明显增加，表明了电极表面的nihcf对葡萄糖有良好的电催化氧化作用。随着葡萄糖浓度的增加，对应的氧化峰电流也逐步增加，还原峰电流逐渐降低，且氧化峰电位不断向正电位方向移动，这是典型的媒质介导氧化行为。葡萄糖浓度在1～5 mmol/l的范围内，氧化峰电流与葡萄糖浓度呈良好的线性关系。该电极对葡萄糖的催化机理如下所示：

ni（oh）2＋oh－nio（oh）＋h2o＋e

nio（oh）＋glucoseni（oh）2 ＋glucolactone

3.4 线性范围和检出限转贴于上文库 　用电流时间的方法考察了nihcf/s对葡萄糖的响应性能。图4为nihcf/s修饰电极在含有1 mol/l naoh 溶液中，电位为0.6 v时，连续加入1 mmol/l 葡萄糖的时间电流响应曲线。修饰了nihcf的s电极对葡萄糖有很高的响应，响应范围较大，为1～23 mmol/l，

插图为对应的线性曲上文库线，其线性方程为i（ma）＝0.663c（mmol/l）＋6.352，r2＝0.9976。在用于低浓度检测时，选择的电位为0.4 v，得到的线性范围为2×10－3～1.0 mmol/l。当信噪比为3时，检出限为0.5

symbolma@ mol/l。nihcf/s电极具有高灵敏度和低的检出限是由于制备的s电极本身具有良好的导电性、特殊的阵列结构和表面制备了高分散和高比表面积的纳米nihcf增强了对葡萄糖的响应。

3.5 干扰实验

实际样品中的电活性物质常常对葡萄糖的准确测定产生影响。在本实验中，主要考察了抗坏血酸和尿酸对传感电极的干扰（图5）。在0.6 v的检测电位下，0.1 mmol/l抗坏血酸，0.1 mmol/l尿酸对1 mmol/l 葡萄糖干扰较小，表明了传感电极的选择性较高。

3.6 重现性和稳定性

将电极分别在含有1 mmol/l葡萄糖的 1 mol/l naoh溶液中测定了6次，测得的响应值的相对标准偏差为0.9%，说明此传感电极具有良好的重现性。传感器不用时保存在4 ℃的纯水溶液中。该电极在1 mol/l naoh溶液中用循环伏安法扫描电极至峰电流恢复平衡。 1星期后发现，电流得到响应同起始相比只降低了约6.5%。因此，该传感电极具有较好的稳定性， 有望成为测定葡萄糖的一种新方法。转贴于上文库

第五篇 碳纳米管负载铂_材料工程论文

 引 言

糖尿病是世界性的多发病和常见病，它严重威胁着人类健康，是仅次于心血管病和癌症的第三大危险疾病。糖尿病的诊上文库断和治疗是全世界生物医学工程界面临的重大课题。酶电极葡萄糖生物传感器是检测葡萄糖浓度最常用的方法之一，但是这种方法的催化活性和稳定性不高，并且受温度、湿度以及ph值的变化影响较大。因此，寻找新材料、新方法制备电流响应值高的新型葡萄糖传感器非常必要。

碳纳米管是优良的催化剂载体，不仅具有较大的表面积和较高的电子传递速率，同时还具有独特的电学和力学性能，在电化学反应中可以作为优越的电子传递媒介。因此，越来越多研究者将碳纳米管应用于电化学传感器领域[1～8]。

纳米级的金属颗粒表现出不同于宏观金属材料的优异性能，这种分散的金属颗粒在多种化学和电化学反应中具有良好的催化性能。如pt纳米粒子具有表面积大、表面活性位点多，在很多重要的反应中起着有效的催化作用，如对甲醇的电催化氧化[9,10]及对o2的电催化还原[11]等。此外，贵金属纳米粒子具有很好的化学稳定性。本研究组曾尝试通过液相化学还原法将pt纳米粒子负载于碳纳米管，制备了pt/mwnts无酶型葡萄糖传感器[12]，将ptru纳米粒子负载于碳纳米管，制备了ptru/mwnts无酶型葡萄糖传感器[13]。

二氧化钌是一种金属氧化物，其大部分的研究都集中在电化学电极材料方面[14]。WWw.0519news.COM本研究将铂二氧化钌负载在碳纳米管上，制备成ptruo2/mwnts无酶型葡萄糖传感器，将其用于葡萄糖的测定。与已制备的pt/mwnts、ptru/mwnts葡萄糖传感器相比，此传感器表现出响应时间更短、灵敏度更高、检出限更低等特点。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

chi660c型电化学工作站（上海辰华有限公司）；fa20xxb精密电子天平（上海精密科学仪器有限公司）；氯铂酸（h2ptcl6·6h2o）、氯化钌（rucl3）、nafion试剂、βd葡萄糖等均为纯试剂；多壁碳纳米管（mwnts，纯度＞95%）；抛光粉（0.3和0.5

symbolma@ m），所用溶液均用二次蒸馏水配制。

2.2 ptruo2/mwnts葡萄糖传感器的制备

2.2.1 碳纳米管的纯化和羧基化 mwnts置于丙酮中60℃回流5 h，洗涤抽滤干燥研磨后置于浓h2so4浓hno3混酸溶液（3∶1，v/v）中，室温下浸泡24 h，抽滤干燥研磨后置于30% h2o2中浸泡24 h，用去离子水洗涤至中性。放入烘箱中80 ℃干燥8 h，完成后研磨保存待用。采用这种混酸处理法既可以除去mwnts中的金属、无定型c等杂质，还可以在mwnts上生成cooh， co，oh等官能团，有利于金属离子的沉积。

2.2.2 催化剂的制备 将0.1646 g rucl3溶于40 ml 水中，加入0.5 g mwnts，0.202 g 聚乙烯醇，超声30 min，150 ℃水热16 h，洗涤, 干燥，300 ℃煅烧2 h，得到ruo2/mwnts催化剂。再将pt纳米粒子负载于ruo2/mwnts催化剂上，得到ptruo2/mwnts催化剂，具体方法如下：称取适量制备好的ruo2/mwnts至50 ml单口烧瓶中，加入15 ml 乙二醇，超声分散30 min，转移到反应釜中，依次用5 ml乙二醇和5 ml丙酮洗涤烧瓶，洗涤液一并转入到反应釜中，边搅拌边加入适量h2ptcl6溶液及柠檬酸钠（h2ptcl6与柠檬酸钠摩尔比为1:2）；搅拌均匀后，缓慢加入5% h2o2溶液，调节至ph＝8，继续搅拌30 min，使混合物充分混合；将反应釜置于150 ℃油浴中，恒温反应8 h，过滤，洗涤，70 ℃过夜干燥；将干燥后的产物研磨，即得到ptruo2/mwnts催化剂，保存待用。

2.3 电化学实验

三电极体系的对电极为pt丝，参比电极为ag/agcl（3 mol/l kcl）电极，本研究所述电位均相对于此参比电极。工作电极具体制备过程见文献[12]。工作电极基体为玻碳电极（直径为3 mm）。玻碳电极经抛光、清洗和干燥后，将5 mg ptruo2/mwnts催化剂，以2 ml 0.25% nafion乙醇为溶剂超声成悬浊液，取2

symbolma@ l滴于玻碳电极表面，自然晾干后再滴2

symbolma@ l，重复同样的步骤共滴16

symbolma@ l催化剂溶液于玻碳电极上，自然晾干。电解液为含或不含葡萄糖的0.1 mol/l naoh溶液。测试均在常温下进行。

 分 析 化 学第40卷

第5期李利花等： 碳纳米管负载铂二氧化钌纳米颗粒用于葡萄糖传感器的研究 

3 结果与讨论

3.1 传感器对葡萄糖的伏安响应



图1显示了ptruo2/mwnts电极在0.1 mol/l naoh和0.1 mol/l naoh＋25 mmol/l葡萄糖溶液中的循环伏安图（cv）。从图1可见，葡萄糖的氧化还原反应发生在电位0.4～0.8 v的范围内，氢的吸脱附区域在

symbolm@@ 1.0～

symbolm@@ 0.4 v范围内，铂的氧化还原区域在

symbolm@@ 0.4～0.4 v。虽然在cv曲线上葡萄糖并没有表现出很明显的氧化峰，然而ptruo2/mwnts电极在对葡萄糖的安培响应测试中观察到了明显的响应。

3.2 ptruo2/mwnts葡萄糖传感器的性能

转贴于上文库

3.2.1 工作电位的确定 为了确定此葡萄糖传感器的最佳工作电位，考察了工作电位对该电极测定葡萄糖的安培响应电流的影响。ptruo2/mwnts电极在不同的工作电位0.30～0.55 v）工作时，其瞬时电流允许衰减到稳定状态才进行记录，如图2所示。从图2可见，随着工作电位的正移，催化电流逐渐增大，当工作上文库电位为0.5 v时，[（５２][h”] 图1 ptruo2/mwnts电极的cv图

fig．1 cvs of a ptruo2/mwnts electrode in a 0.1 mol/l naoh solution in the presence （solid curve） and the absence （dotted curve） of 2.5×10

symbolm@@ 2 mol/l glucose at a scan rate of 100 mv/s[ht][）]

[（５２][h”] 图2 测试电位对ptruo2/mwnts电极的影响

fig．2 effect of applied potential on ptruo2/mwnts electrode in 0.1 mol/l naoh solution containing 0.03 mol/l glucose[ht][）]传感器的催化电流达到最大。本研究选择的工作电位为0.5 v，在此电位下可以更灵敏地测定葡萄糖。

3.2.2 葡萄糖传感器的工作曲线 在最佳电位0.5 v下，电极对葡萄糖进行了安培测试。图3a 显示了ptruo2/mwnts传感器在0.5 v电位下对葡萄糖的计时电流。图3b显示了传感器的校正曲线。葡萄糖浓度线性范围为2.0～10 mmol/l，相关系数r＝0.9965，灵敏度为119.26

symbolma@ a cm

symbolm@@ 2 （mmol/l）

symbolm@@ 1，检出限为1.25×10

symbolm@@ 5 mol/l （信噪比为3），响应时间为4.8 s。

图3 （a）ptruo2/mwnts对葡萄糖的安培响应；（b）响应标准曲线底液：0.1 mol/l naoh溶液，葡萄糖：1.0 mmol/l; 电位：0.5 v

fig．3 amperometric response of biosensor to successive addition of 1.0 mmol/l glucose into 0.1 mol/l naoh （a） and its corresponding calibration curve （b） potential 0.5 v[ht][）]

3.2.3 干扰实验 由于此电极表面对葡萄糖的氧化无特定选择性，血液中存在其它物质，如抗坏血酸（aa）、多巴胺（dp）和尿酸（ua）， 图4 干扰物质对ptruo2/mwnts传感器的影响

fig．4 effect of interfering species on biosensor response [ht][）]在此电极上也有响应。但是，这些干扰物质的响应电流相对于葡萄糖的响应电流很小，可忽略不计。在人的血液中，这些干扰物质的浓度比葡萄糖的浓度小得多，所以本方法对血液中葡萄糖的测量具有较好的选择性。图4显示了干扰物质抗坏血酸（aa）、多巴胺（dp）和尿酸（ua）在其生理水平范围内对此电极在0.5 v 处的干扰。aa, dp和ua的响应电流相对葡萄糖的响应电流可忽略不计，表明传感器在此工作电位下具有良好的选择性，对这3种干扰物质具有良好的抗干扰能力。此电极在电位0.5 v下能够灵敏而又选择性地测定葡萄糖。传感器无需特殊保管，可重复利用多次。

转贴于上文库

本页网址:

https://www.fwan.cn/wenkubaike/cailiao/3300.html