【摘要】：目前,通過靜電吸附組裝、物理包覆、金屬沉積、煅燒等改性方法制備的復(fù)合材料在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用于電極的修飾。在電化學(xué)修飾電極材料中嵌段聚合物引起了大家很大關(guān)注,雖然合成嵌段共聚物并不難,但是將嵌段共聚物應(yīng)用于電化學(xué)傳感器并不多見,尤其嵌段共聚物復(fù)合材料。本論文采用親水中性嵌段(聚甲基丙烯酸羥乙酯,簡稱PHEMA)和陽離子型聚電解質(zhì)嵌段(聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,簡稱PDMAEMA)構(gòu)成的聚陽離子型二嵌段共聚物(簡稱PHEMA-b-PDMAEMA),我們利用此二嵌段共聚物制備復(fù)合材料來修飾電極研究嵌段聚合物復(fù)合材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用。本論文的主要研究內(nèi)容如下：(1) PHEMA-b-PDMAEMA/葡萄糖氧化酶／石墨烯復(fù)合材料修飾電極的制備及其對葡糖糖(Glu)和雙氧水(H202)的電催化。由帶正電的二嵌段聚合物PHEMA-b-PDMAEMA與帶負(fù)電的葡糖糖氧化酶(GOD)以靜電吸附的形式組成的復(fù)合膜,結(jié)合導(dǎo)電性好的石墨烯(rGO)共同組成復(fù)合材料修飾裸玻碳電極。利用掃描電子顯微鏡(SEM)對PHEMA-b-PDMAEMA/GOD/rGOs復(fù)合膜進(jìn)行了表面形貌表征,通過循環(huán)伏安(CV)、交流阻抗(EIS)、電流-時間曲線(i-T)、方波伏安法(SWV)對PHEMA-b-PDMAEMA/GOD/rGOs復(fù)合膜的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明該復(fù)合膜為GOD的電催化反應(yīng)提供了適宜的微環(huán)境。該復(fù)合膜修飾的裸玻碳電極對葡萄糖、過氧化氫(H202)表現(xiàn)出高的電催化性能,如具有較高的催化電流、催化時間(5 s)、反應(yīng)靈敏度(53μA·mM-1)、線性范圍(10-6～10-4 M)、低檢測限(10-8M)等性質(zhì)。因此,PHEMA-b-PDMAEMA/GOD/rGOs復(fù)合材料在酶傳感器具有實際應(yīng)用價值。(2) PHEMA-b-PDMAEMA/多壁碳納米管(MWCNTs)復(fù)合材料修飾電極的制備及其對環(huán)境污染物雙酚A的檢測。PHEMA-b-PDMAEMA/MWCNTs復(fù)合材料結(jié)合了MWCNTs的電催化性和質(zhì)子化PHEMA-b-PDMAEMA的靜電吸附能力,其修飾的玻碳電極對雙酚A具有很高的電催化性能,比如快響應(yīng)時間(4s)、很高的靈敏度(55.9μA·mM-1·cm-2)、寬線性范圍(2×10-8～10-4 M)、低檢測限(10-8 M)、高重復(fù)性、強(qiáng)穩(wěn)定性和強(qiáng)抗干擾能力等,并應(yīng)用于實際樣品的定性定量分析,體現(xiàn)了其在食品安全監(jiān)測領(lǐng)域有潛在實用價值。(3) PHEMA-b-PDMAEMA/Ag復(fù)合材料修飾電極制備及其對H202的電催化。利用電沉積法將Ag+負(fù)載到無規(guī)多孔的二嵌段聚合物PHEMA-b-PDMAEMA膜表面,采用SEM、CV和i-T曲線對PHEMA-b-PDMAEMA/Ag膜表面形態(tài)進(jìn)行了表面形貌分析和電化學(xué)性能的測試�；谶^渡金屬Ag的催化性質(zhì),復(fù)合膜修飾電極實現(xiàn)了對H202的直接電催化,且展現(xiàn)出了快催化時間(5s)、高反應(yīng)靈敏度(107.1μA·mM-1)、寬線性范圍(10-6～104 M)、低檢測限(10-8M)等優(yōu)點。(4)基于PHEMA-b-PDMAEMA聚合物的碳氮復(fù)合材料包覆氧化鎳微球的無酶傳感器性能研究：由溶劑熱法制備出的微球氫氧化鎳(Ni(OH)2)與二嵌段聚合物(PHEMA-b-PDMAEMA)高溫煅燒,合成出碳氮顆粒包覆微球多孔氧化鎳復(fù)合材料。通過EDS、SEM、XRD、CV和i-T曲線對此復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、元素種類、表面形貌及電化學(xué)行為進(jìn)行分析與測試。實驗發(fā)現(xiàn)此復(fù)合材料修飾電極表現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能,且對H202的檢測有較快的催化時間(3s)、反應(yīng)靈敏度(15μA·mM-1·cm-2)、寬線性范圍(10-6～10-3M)、低檢測限(10-8M)等優(yōu)良性能。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;O657.1

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