生物小分子在不同含氧量的石墨烯修饰电极上的电化学行为研究

论文摘要

(1)本文首先采用改良的Hummers方法成功从体相石墨中剥离出了石墨烯片,并通过SEM观察了其形貌。制备的石墨烯因没有经过进一步的还原气氛处理,因而含有大量的含氧官能团（C=O、C-O-C、-OH、和-COOH等）。为恢复石墨烯的特殊二维六边形晶体结构获得石墨烯的优良电学和电化学性质,我们先将氧化石墨烯水溶液滴涂到处理过的玻碳电极表面,制备出氧化石墨烯修饰玻碳电极,随后在酸性磷酸盐缓冲溶液中运用循环伏安法在较负电位下进行扫描,从而获得电化学还原过的还原石墨烯修饰电极。利用电化学还原（循环伏安法）,我们获得了还原程度不同的石墨烯修饰电极。（2）然后以Fe（CN）63-/Fe（CN）64-、AA、DA和UA等小分子电活性物质为探针,研究了它们在修饰电极上的电化学行为,发现氧化石墨烯还原程度的不同,直接改变了氧化石墨烯上的含氧基团的种类和数量,对Fe（CN）63-/Fe（CN）64-、AA、DA和UA的电化学行为产生显著的影响,主要表现为循环伏安和差分脉冲曲线中峰电位和峰电流的改变。随后进一步考察了AA和DA在差分脉冲图谱中峰电位和峰电流与氧化石墨烯修饰玻碳电极还原程度的关系,说明氧化石墨烯中不同的含氧基团对AA和DA与电极表面的电子转移会起着不同的作用：C-O-C、-OH和边缘的-COOH很可能是AA和DA的催化活性位点,在一定程度上减小了AA和DA的电子转移活化能,而基面的C=O则严重阻碍了它们的电极反应。（3）最后,我们探索了能对AA和DA产生最佳响应的氧化石墨烯修饰电极的还原条件,运用电流-时间曲线和差分脉冲法对AA和DA溶液进行了单独测定和混合组分选择性检测,并得到了令人满意的结果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 AA、DA和UA的性质及生理功能
• 1.2 石墨烯材料的简要介绍
• 1.2.1 石墨烯的结构
• 1.2.2 石墨烯的性质
• 1.2.3 石墨烯的制备和表征
• 1.2.4 石墨烯的应用
• 1.3 修饰电极的简要介绍
• 1.3.1 化学修饰电极的制备
• 1.3.2 化学修饰电极的表征
• 1.3.3 化学修饰电极的应用
• 1.4 论文设计
• 参考文献
• 第二章 不同含氧量石墨烯修饰电极的制备与电化学行为研究
• 2.1 氧化石墨烯的制备与表征
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 实验步骤与表征
• 2.1.2.1 微波辅助膨胀处理石墨
• 2.1.2.2 膨胀石墨的氧化和剥离
• 2.1.2.3 石墨烯的表征
• 2.2 氧化石墨烯的电化学还原和不同含氧量石墨烯修饰电极的制备
• 2.2.1 实验仪器与试剂
• 2.2.2 氧化石墨烯修饰玻碳电极的制备
• 2.2.3 氧化石墨烯的电化学还原
• 2.2.4 不同含氧量石墨烯修饰电极的电化学行为
• 本章小结
• 参考文献
• 第三章 不同含氧量石墨烯修饰电极上AA和DA的电化学行为研究
• 3.1 实验仪器与试剂
• 3.2 AA和DA在不同含氧量石墨烯修饰电极上的电化学行为
• 3.2.1 AA和DA在不同测试电极上的电化学行为比较
• 3.2.2 DA和AA在不同含氧量石墨烯修饰电极上的电化学行为
• 3.3 还原石墨烯修饰电极对AA和DA的定量测定
• 3.3.1 AA和DA的单组份测定
• 3.3.2 大量AA共存下DA浓度的选择性测定
• 3.3.3 修饰电极的稳定性和重现性
• 本章小结
• 参考文献
• 第四章 UA在不同电极上的电化学行为及UA、AA和DA的混合溶液分析
• 4.1 实验仪器与试剂
• 4.2 UA在不同电极上的电化学行为
• 4.3 AA、DA和UA在还原石墨烯修饰电极上的混合测定
• 本章小结
• 全文总结
• 附录:硕士期间完成的论文情况
• 致谢