石墨烯复合材料的制备及在电化学传感器方面的应用

论文摘要

以石墨烯为原料合成石墨烯纳米复合物,利用此材料作为电极修饰材料来构建电化学传感器,拓展了石墨烯在电分析化学领域的应用。首先以石墨粉为原料用Hummers的方法制备了氧化石墨烯(GO);再以壳聚糖作为分散剂、水合肼作还原剂,用化学还原的方法合成了石墨烯(GR)。用恒电位沉积的方法在石墨烯表面沉积铂纳米和金纳米来制备具有电化学活性的石墨烯基纳米复合物,并用扫描电镜来表征了其形貌。制备了石墨烯纳米复合物修饰电极,并在磷酸缓冲溶液为支持电解质溶液中探究了修饰电极对芦丁(Rutin)和多巴胺(dopamine)的直接电化学,修饰电极上可观察到芦丁和多巴胺的一对可逆的氧化还原峰,这说明修饰电极提供了更多的活性位点,从而使芦丁和多巴胺催化效果更加明显。用硝酸铜、氨水、氧化石墨烯为原料合成氧化铜纳米粒子/石墨烯(CuO/GR),用此材料为电极材料制备了CuO/GR/GCE修饰电极,并用此电极实现了对葡萄糖(glucose)的催化氧化。上述研究表明石墨烯纳米复合物修饰电极有良好的电化学的性质,进一步研究还表明,石墨烯纳米复合物构成的电极有较高的稳定性、重现性好、检出限低,这些修饰电极是理想的化学传感器和生物传感器。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 石墨烯
• 1.1.1 石墨烯的发现和结构
• 1.1.2 石墨烯的性质
• 1.1.3 石墨烯制法
• 1.1.4 石墨烯的应用
• 1.2 纳米粒子
• 1.2.1 纳米粒子和纳米材料简介
• 1.2.2 纳米粒子特性
• 1.3 石墨烯纳米复合材料在电化学中的研究
• 1.3.1 电化学传感器
• 1.3.2 化学修饰电极
• 1.4 本论文研究目的及思路
• 参考文献
• 第二章 石墨烯/铂纳米修饰电极的制备及对芦丁的检测
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 氧化石墨烯的合成
• 2.2.3 壳聚糖/墨烯复合纳米材料的制备
• 2.2.4 铂纳米/石墨烯/玻碳修饰电极的制备
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 石墨烯和Pt/GR 的表征
• 2.3.2 P t/GR/GC 修饰电极对芦丁的电化学响应
• 2.3.3 芦丁电化学检测
• 2.3.4 电极的稳定性和重现性
• 2.3.5 干扰实验
• 2.3.6 实际样品检测
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 石墨烯基氧化铜纳米复合物对葡萄糖的传感
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 氧化石墨烯的合成
• 3.2.3 石墨烯复合纳米材料的制备
• 3.2.4 修饰电极的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 石墨烯和氧化铜/石墨烯纳米复合物的扫描电镜表征
• 3.3.2 葡萄糖在氧化铜/石墨烯玻碳电极上的直接电化学
• 3.3.3 CuO-GR 对葡萄糖的安培响应
• 3.3.4 CuO NPs/GR/GCE 的稳定性和选择性研究
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 石墨烯金纳米复合材料的制备及多巴胺的测定
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 氧化石墨烯的合成
• 4.2.3 壳聚糖/墨烯复合纳米材料的制备
• 4.2.4 金纳米/石墨烯/玻碳修饰电极的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 石墨烯和Au/GR 的表征
• 4.3.2 Au/GR/GC 修饰电极对多巴胺的电化学响应
• 4.3.3 条件优化
• 4.3.4 多巴胺的电化学检测
• 4.4 小结
• 参考文献
• 致谢
• 附录