本文關(guān)鍵詞：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

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 金屬@半導(dǎo)體核殼納米材料 電化學(xué)傳感器

【摘要】：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(shí)際應(yīng)用價(jià)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(dòng)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(lèi)物質(zhì)的電化學(xué)檢測(cè)研究。本論文主要開(kāi)展了以下三個(gè)方面的研究工作：(1)基于石墨烯和Au@ZnO納米復(fù)合材料修飾電極檢測(cè)抗壞血酸。采用高分辨透射電子顯微鏡和能譜儀對(duì)石墨烯和花瓣?duì)預(yù)u@ZnO核殼納米材料進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)得出,工作電位在0.13 V時(shí),傳感器對(duì)抗壞血酸展現(xiàn)出非常優(yōu)異的電催化氧化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,傳感器在穩(wěn)態(tài)電流條件下的響應(yīng)時(shí)間為2s,抗壞血酸濃度在0.10～600μM范圍內(nèi)與傳感器的信號(hào)響應(yīng)呈現(xiàn)很好的線(xiàn)性關(guān)系,靈敏度為24.12μA mM-1,檢測(cè)限為0.039μM(S/N=3)。此外,其他電活性物質(zhì)對(duì)該傳感器的測(cè)量沒(méi)有明顯干擾,并且對(duì)水樣品中的抗壞血酸進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果令人滿(mǎn)意。(2)基于3D石墨烯和Au@CuO納米復(fù)合材料修飾電極同時(shí)檢測(cè)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(xiàn)衍射和能譜儀對(duì)3D-GR和Au@Cu0進(jìn)行表征。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下,傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)抗壞血酸、多巴胺和尿酸的同時(shí)檢測(cè)同時(shí)表現(xiàn)出非常優(yōu)異的電催化氧化性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：傳感器對(duì)抗壞血酸、多巴胺和尿酸的線(xiàn)性響應(yīng)分別為是5～1000μM,2～100～1100μM,3～1100μM；檢出限分別是1.40 pM.0.42 μM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(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿(mǎn)意,能夠用于實(shí)際樣品的檢測(cè)。(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(shí)檢測(cè)對(duì)苯二酚和間苯二酚。通過(guò)高溫水熱法制備得碳納米球(CNPs)。實(shí)驗(yàn)利用掃描電子顯微鏡對(duì)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(duì)CNPs@CuO核殼納米材料的元素組成進(jìn)行鑒定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：傳感器對(duì)對(duì)苯二酚和間苯二酚的線(xiàn)性響應(yīng)濃度分別是0.5～300～1200μM和10～800 μM,其檢出限分別是0.16μM和1.69 μM(S/N=3)。傳感器表現(xiàn)靈敏度高,穩(wěn)定性好,實(shí)現(xiàn)了對(duì)苯二酚的鑒別性檢測(cè),對(duì)其他共存的電活性物質(zhì)有一定的抗干擾能力,實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿(mǎn)意,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際污水樣品的檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 金屬@半導(dǎo)體核殼納米材料 電化學(xué)傳感器
【學(xué)位授予單位】：云南民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB33;O657.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 石墨烯概述9-12
• 1.1.1 石墨烯的基本性質(zhì)9-10
• 1.1.2 石墨烯的制備10-11
• 1.1.3 石墨烯在電化學(xué)與生物傳感器方面的應(yīng)用11-12
• 1.2 金屬@半導(dǎo)體核殼納米復(fù)合材料概述12-14
• 1.2.1 金屬@半導(dǎo)體核殼納米復(fù)合材料的制備12-13
• 1.2.2 金屬@半導(dǎo)體核殼納米復(fù)合材料的應(yīng)用13-14
• 1.3 選題依據(jù)與完成的主要內(nèi)容14-15
• 第二章 基于石墨烯/Au@ZnO復(fù)合材料構(gòu)建抗壞血酸傳感器15-25
• 2.1 引言15
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分15-17
• 2.2.1 試劑及儀器15
• 2.2.2 石墨烯的制備15-16
• 2.2.3 Au@ZnO核殼納米復(fù)合材料的制備16
• 2.2.4 傳感器的制備16-17
• 2.2.5 實(shí)驗(yàn)方法17
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論17-24
• 2.3.1 Au@nO納米材料和石墨烯-Au@ZnO納米復(fù)合材料的表征17-18
• 2.3.2 石墨烯/Au@ZnO修飾電極的循環(huán)伏安特性18-19
• 2.3.3 石墨烯/Au@nO修飾電極的阻抗譜表征19-20
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化20-21
• 2.3.5 峰電流與掃速的關(guān)系21
• 2.3.6 石墨烯/Au@ZnO復(fù)合修飾電極對(duì)AA的線(xiàn)性響應(yīng)21-23
• 2.3.7 AA傳感器的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性23
• 2.3.8 干擾實(shí)驗(yàn)23-24
• 2.3.9 實(shí)際樣品檢測(cè)24
• 2.4 小結(jié)24-25
• 第三章 基于3D石墨烯/Au@CuO復(fù)合材料同時(shí)檢測(cè)抗壞血酸、多巴胺和尿酸25-39
• 3.1 引言25
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分25-27
• 3.2.1 試劑及儀器25-26
• 3.2.2 3D石墨烯的制備26
• 3.2.3 Au@CuO核殼納米復(fù)合材料的制備26-27
• 3.2.4 傳感器的制備27
• 3.2.5 實(shí)驗(yàn)方法27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論27-37
• 3.3.1 3D石墨烯-Au@CuO納米復(fù)合材料的表征27-29
• 3.3.2 3D石墨烯-Au@CuO修飾電極的差分脈沖伏安特性29-30
• 3.3.3 3D石墨烯-Au@CuO修飾電極的阻抗表征30-31
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化31-33
• 3.3.5 3D-GR/Au@CuO復(fù)合修飾電極對(duì)AA、DA和UA的線(xiàn)性響應(yīng)33-35
• 3.3.6 傳感器的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性35-36
• 3.3.7 干擾實(shí)驗(yàn)36-37
• 3.3.8 實(shí)際樣品檢測(cè)37
• 3.4 小結(jié)37-39
• 第四章 基于3D石墨烯/CNPs@CuO復(fù)合材料同時(shí)檢測(cè)對(duì)苯二酚和間苯二酚39-51
• 4.1 引言39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分39-40
• 4.2.1 試劑及儀器39
• 4.2.2 3D石墨烯的制備39-40
• 4.2.3 CNPs@CuO核殼納米復(fù)合材料的制備40
• 4.2.4 傳感器的制備40
• 4.2.5 實(shí)驗(yàn)方法40
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論40-50
• 4.3.1 CNPs@CuO納米復(fù)合材料和3D石墨烯-CNPs@CuO的表征40-41
• 4.3.2 3D石墨烯-CNPs@CuO修飾電極的循環(huán)伏安特性41-43
• 4.3.3 3D石墨烯-Au@CuO修飾電極的阻抗表征43
• 4.3.4 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化43-46
• 4.3.5 3D石墨烯/CNPs@CuO復(fù)合修飾電極對(duì)HQ和RS的線(xiàn)性響應(yīng)46-48
• 4.3.6 傳感器的再現(xiàn)性和穩(wěn)定性48-49
• 4.3.7 干擾實(shí)驗(yàn)49
• 4.3.8 實(shí)際樣品檢測(cè)49-50
• 4.4 結(jié)論50-51
• 第五章 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 結(jié)論51
• 5.2 展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文59
• 攻讀碩士學(xué)位期間的獲獎(jiǎng)情況59-61
• 致謝61

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1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

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9 周科競(jìng);再說(shuō)石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

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1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評(píng)價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

7 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

8 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 劉明凱;帶狀石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

10 劉勇;智能化及摻雜改性石墨烯的研究及應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

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1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

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6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：796855