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现代工农业的快速发展,使得环境污染问题也变得日益严重。其中,持久性有机污染物(POPs)因具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性等特点,对人类的健康造成了严重的威胁。由于POPs为有毒小分子,其抗体制备较难,因此能开展特异性免疫分析的POPs数量并不多。纳米材料因具有独特的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及发光效应等特点,在诸多应用领域都具有极大的研究价值。基于此,我们选取多溴联苯醚(PBDEs)中的五溴联苯醚(BDE-121)为目标模型分子,制备相应的抗体,为免疫分析检测提供依据。以ZnO纳米材料为基础,从其制备及改性入手,系统地研究了基于ZnO纳米复合材料的性能及其在光催化及生物传感器构建等领域的应用。本论文以有机污染物的去除及快速分析为最终目标,以ZnO纳米材料的制备及改性为基础,开展了基于ZnO复合纳米功能材料的生物传感及光催化性能研究。主要研究内容如下:(1)ZnO纳米材料制备:采用三电极体系,以电化学沉积技术制备三维、多孔ZnO纳米片;采用简单的低温水热法合成一维ZnO纳米棒;结合上述两种方法先电沉积后水热两步制备出比表面积更大的ZnO纳米棒-纳米片复合结构;初步探讨了ZnO纳米结构生长机理及水热参数对产物结构和形貌的影响(第2章)。(2)ZnO纳米片改性及光电性能研究:结合电化学沉积及连续离子层吸附与反应技术(SILAR),以三维、多孔ZnO纳米片为结构模板,Mn-Cd S壳层包裹的Cd Te量子点为敏化剂,大带隙Zn S量子点为双层电势阻挡层分别修饰于ZnO纳米片及敏化剂之上,构建Zn S/Cd Te/Mn-Cd S/Zn S/ZnO复合光电极;此复合电极展现了良好的光电化学性能,光电流密度达到6.23 m A/cm2,转换效率达到了4.2%;通过对有机污染物的降解实验,研究了复合电极的光催化性能(第3章)。(3)无标记光电免疫分析检测BDE-121:选取具有高光电活性的Zn S/Cd Te/Mn-Cd S/Zn S/ZnO纳米片为光电极,通过联接剂将BDE-121的多抗固定在光电极表面,构建无标记光电免疫传感器以实现BDE-121的定量检测;采用多孔ZnO不仅可以负载更多敏化剂,还可以联接更多的捕获剂;引入核壳结构的Cd Te/Mn-Cd S量子点和双层Zn S提高ZnO纳米片的光电响应;通过直接测定抗原抗体复合物形成时光电流的变化直接检测BDE-121浓度;此免疫传感器对BDE-121检测具有灵敏度高、特异性强及稳定性好等优点,线性范围为5.0×10-12 M至1.0×10-7 M,检测下限达到3.98 p M;且本方法检测油漆样品中BDE-121所得含量与气相色谱与质谱联用(GS/MS)检测结果一致,表明传感器具有实际应用价值(第4章)。(4)标记型光电免疫分析检测BDE-121:通过设计双敏化结构的Cd Te/Mn-Cd S/ZnO纳米棒-纳米片构建一种标记型光电免疫传感器对BDE-121进行检测;采用SILAR方法将Mn-Cd S量子点负载于比表面积大的ZnO纳米棒-纳米片上构建光电极,并在其表面固定BDE-121单抗,当抗原抗体特异性结合时,Cd Te量子点标记的BSA-BDE-121会放大信号;共敏化结构不仅扩展了光的吸收范围,提高了光的利用率,且阶梯型带隙结构促进光生电子转移提高光电性能;由于检测物BDE-121为小分子,所以采用竞争的方法,抗原BDE-121与标记抗原Cd Te QDs-BSA-BDE-121竞争地与抗体相结合从而影响电信号;此方法获得的线性范围为1.0×10-12 M至5.0×10-8 M,检测下限达到0.25 p M;此传感器的构建为其他小分子的检测提供了一个很好的平台(第5章)。(5)荧光免疫分析检测BDE-121:由于BDE-121本身不具有荧光性质,因此建立BDE-121的荧光分析法具有非常重要的意义。本章基于荧光共振能量转移的机理,利用BSA将荧光染料(FITC)和量子点(CQDs)结合双标记BDE-121构成比率型荧光探针,联合免疫分析,检测BDE-121;线性范围为5.0×10-10 M至1.0×10-7 M,检测限为5.0×10-11 M。且实验证明该方法所得结果优于用FITC或CQDs单独标记BSA-BDE-121(第6章)。