石墨烯-核殼納米復(fù)合材料的制備及電化學(xué)傳感器應(yīng)用研究.pdf

1、石墨烯因其杰出的電子、電化學(xué)以及耐熱的優(yōu)越性能和實際應(yīng)用價值而吸引了眾多研究者。石墨烯的獨(dú)特性質(zhì)，如高比表面積、高電子移動速率和杰出的生物相容性，導(dǎo)致它能應(yīng)用于復(fù)合材料、電子、新能源和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。本文中我們合成了石墨烯及三維石墨烯（3D-GR）以及金屬@半導(dǎo)體核殼納米材料。利用石墨烯的獨(dú)特性質(zhì)，結(jié)合金屬@半導(dǎo)體核殼納米材料的高催化性能、高生物結(jié)合性能，構(gòu)建了基于石墨烯-金屬@半導(dǎo)體核殼納米材料修飾電極并應(yīng)用于生物小分子及雙酚類物質(zhì)的電化

2、學(xué)檢測研究。本論文主要開展了以下三個方面的研究工作：
　?。?）基于石墨烯和Au@ZnO納米復(fù)合材料修飾電極檢測抗壞血酸。采用高分辨透射電子顯微鏡和能譜儀對石墨烯和花瓣狀A(yù)u@ZnO核殼納米材料進(jìn)行表征。實驗得出，工作電位在0.13V時，傳感器對抗壞血酸展現(xiàn)出非常優(yōu)異的電催化氧化。實驗結(jié)果表明，傳感器在穩(wěn)態(tài)電流條件下的響應(yīng)時間為2s，抗壞血酸濃度在0.10～600μM范圍內(nèi)與傳感器的信號響應(yīng)呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系，靈敏度為24.12μ

3、A mM–1，檢測限為0.039μM(S/N=3)。此外，其他電活性物質(zhì)對該傳感器的測量沒有明顯干擾，并且對水樣品中的抗壞血酸進(jìn)行檢測，結(jié)果令人滿意。
　?。?）基于3D石墨烯和Au@CuO納米復(fù)合材料修飾電極同時檢測抗壞血酸、多巴胺和尿酸的電化學(xué)傳感器。采用了高分辨透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射和能譜儀對3D-GR和Au@CuO進(jìn)行表征。在最優(yōu)實驗條件下，傳感器可以實現(xiàn)對抗壞血酸、多巴胺和尿酸的同時檢測同時表現(xiàn)出非常

4、優(yōu)異的電催化氧化性能。實驗結(jié)果表明：傳感器對抗壞血酸、多巴胺和尿酸的線性響應(yīng)分別為是5～1000μM，2～100～1100μM，3～1100μM；檢出限分別是1.40μM、0.42μM和0.53μM(S/N=3)。該傳感器具有高靈敏度和高穩(wěn)定性，抗干擾能力強(qiáng)，實驗結(jié)果令人滿意，能夠用于實際樣品的檢測。
　　（3）基于3D石墨烯和CNPs@CuO納米復(fù)合材料修飾電極用于同時檢測對苯二酚和間苯二酚。通過高溫水熱法制備得碳納米球（CNP

5、s）。實驗利用掃描電子顯微鏡對3D石墨烯和CNPs@CuO核殼納米材料的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和利用能譜儀對CNPs@CuO核殼納米材料的元素組成進(jìn)行鑒定。實驗結(jié)果表明：傳感器對對苯二酚和間苯二酚的線性響應(yīng)濃度分別是0.5～300～1200μM和10～800μM，其檢出限分別是0.16μM和1.69μM(S/N=3)。傳感器表現(xiàn)靈敏度高，穩(wěn)定性好，實現(xiàn)了對苯二酚的鑒別性檢測，對其他共存的電活性物質(zhì)有一定的抗干擾能力，實驗結(jié)果令人滿意，能夠?qū)崿F(xiàn)