本文關(guān)鍵詞：石墨烯基納米復(fù)合材料的制備及電化學(xué)傳感研究

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 磁性四氧化三鐵 納米金 二氧化鈰 電化學(xué)傳感器

【摘要】：以氧化石墨烯作為起始原料,制備了幾種不同的石墨烯(Graphene.GR)基納米復(fù)合材料,然后將復(fù)合材料修飾在裸碳糊電極的表面,進(jìn)而構(gòu)建了幾種不同的電化學(xué)傳感器。運(yùn)用掃描電子顯微鏡(Scanning electron microscope. SEM),電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical impedance spectroscopy, EIS),循環(huán)伏安(Cyclic voltammetry, CV)等方法對修飾界面進(jìn)行了表征。最后,對這些不同的電化學(xué)傳感器的應(yīng)用做了進(jìn)一步研究。研究工作主要集中在以下四部分：1、將磁性納米四氧化三鐵(Fe304)與十二烷基磺酸鈉(Sodium dodecyl sulfate, SDS)功能化石墨烯(GR)摻雜到碳糊中,制備了一種新型的電化學(xué)傳感器Fe3O4/GR/CPE,運(yùn)用CV,EIS技術(shù)對傳感器的電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。運(yùn)用線性掃描伏安法(Linear sweep voltammetry, LSV)考察了莧菜紅(Amaranth, AM)的濃度在8.0x10-7 ～1.0x10-5 mol·L-1和4.0x10-5～1.0×10-3 ml1·L-1范圍內(nèi)與其響應(yīng)電流之間的關(guān)系,根據(jù)二者之間良好的線性關(guān)系建立了一種新型的電化學(xué)測定方法,用于當(dāng)?shù)丶t酒中AM的定量測定。2、在-0.2V的電位下,采用恒定電位沉積的電化學(xué)技術(shù)將納米金(Nano-golds, AuNPs)沉積到GR修飾的碳糊電極的表面上。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下(支持電解質(zhì),介質(zhì)pH值,掃描速度),通過使用CV,EIS, SEM等技術(shù)對不同傳感器進(jìn)行表征并考察了三聚氰胺(Melamine, Mel)在不同傳感器上的電化學(xué)行為之間的差異。結(jié)果表明,AuNPs/GR-CPE對Mel電化學(xué)行為具有良好的響應(yīng),且通過微分脈沖伏安法(Differential pulse voltammetry, DPV)研究發(fā)現(xiàn),Mel峰電流的變化量△I與它的濃度在2.0×10-10～8.0×10-7 mol·L-1和8.×x10-7～8.0R10-3 mol·L-1范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。該方法已成功應(yīng)用于市售牛奶和奶粉中Mel的電化學(xué)定量測定。3、通過電聚合(Electrochemical polymerization)的方法,將Mel單體聚合到GR電極表面,形成一層致密的(聚)三聚氰胺膜(PMA/GR-CPE).通過EIS,CV,SEM等方法對所制備的電化學(xué)傳感器的性能進(jìn)行了表征。通過CV研究發(fā)現(xiàn),PMA/GR-CPE對雙酚A(Bisphenol A, BPA)和對苯二酚(Hydroquinone,HQ)的分離具有明顯的效果,二者氧化峰電位之差(△Ep)約為301mV。運(yùn)用計(jì)時(shí)電流法(Chronoamperometry, CA)和計(jì)時(shí)庫侖法(Chronocoulometry, CC)測定了BPA和HQ在PMA/GR-CPE上的電極反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)。采用DPV技術(shù)研究了二者氧化峰電流和它們的濃度之間的關(guān)系,同時(shí)對實(shí)際污水樣品和自來水中BPA和HQ的含量進(jìn)行了電化學(xué)定量測定。4、通過電化學(xué)沉積的方法,將AuNPs修飾到納米二氧化鈰(Ce02)碳糊電極表面,成功制備出了一種新型電化學(xué)傳感器(AuNPs/CeO2-CPE)。利用SEM,EIS對修飾界面進(jìn)行了表征,并運(yùn)用CV法研究了該傳感器對亞硝酸鹽(NO2-)電催化氧化行為的影響。研究發(fā)現(xiàn),本課題組制備的AuNPs/CeO2-CPE傳感器對NO2-的電化學(xué)行為具有良好的催化氧化效果。與此同時(shí),采用了CA和CC技術(shù)測定了NO2-在不同傳感器上的電極反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)。采用LSV技術(shù)考察了NO2-的響應(yīng)電流和它的濃度在8.0×10-7～8×10-3 mol·L-1范圍內(nèi)的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,二者呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,且檢出限較低,為3.2×10-8 mol·L-1。將該傳感器應(yīng)用于當(dāng)?shù)罔坭綐悠分蠳O2-的含量測定當(dāng)中,結(jié)果令人滿意。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 磁性四氧化三鐵 納米金 二氧化鈰 電化學(xué)傳感器
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB332;TP212.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 主要符號表11-13
• 實(shí)驗(yàn)儀器與條件13-14
• 第一章 緒論14-30
• 1.1 電化學(xué)傳感器14-16
• 1.2 納米材料概述16-17
• 1.3 納米材料的分類17-18
• 1.4 幾種代表型納米材料18-25
• 1.5 石墨烯納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用25-28
• 1.6 本論文選題意義及主要研究內(nèi)容28-30
• 第二章 磁性四氧化三鐵-石墨烯納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用研究30-40
• 2.1 引言30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-38
• 2.4 結(jié)論38-40
• 第三章 納米金/石墨烯復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用研究40-50
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41
• 3.3 結(jié)果與討論41-49
• 3.4 結(jié)論49-50
• 第四章 聚(三聚氰胺)修飾石墨烯電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用研究50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分50-51
• 4.3 結(jié)果與討論51-60
• 4.4 結(jié)論60-62
• 第五章 納米金與二氧化鈰復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其應(yīng)用研究62-74
• 5.1 引言62-63
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分63-64
• 5.3 結(jié)果和討論64-72
• 5.4 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-90
• 碩士期間論文發(fā)表情況90-92
• 致謝92-94
• 作者簡介94

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 婁婷婷;潘大為;王元娥;宋德安;蔣琳;秦偉;;納米四氧化三鐵/離子載體修飾電極檢測海水中痕量重金屬鉛[J];海洋科學(xué);2011年03期

2 張宏,金葆康;納米金修飾玻碳電極在抗壞血酸共存下選擇性測定去甲腎上腺素[J];分析化學(xué);2002年11期

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本文編號：770458