本文關(guān)鍵詞：石墨烯復(fù)合材料的改性及其在電化學(xué)生物傳感器中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 表面活性劑 肌紅蛋白 電化學(xué)催化 電化學(xué)生物傳感器

【摘要】：本文用天然鱗片石墨采用Hummers方法制備了氧化石墨烯(GO),進(jìn)一步將GO還原為石墨烯(Gr),將Gr分別組裝在表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)膜中,并將肌紅蛋白(Mb)組裝在該復(fù)合膜上,制備出新型電化學(xué)生物傳感器Mb-Gr-CTAB和Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜修飾電極。對(duì)制得的Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FI-IR)、紫外可見吸收光譜(UV-vis)、循環(huán)伏安法(CV)、計(jì)時(shí)安培法、電化學(xué)交流阻抗法、方波伏安(SWV)等方法分別進(jìn)行了表征。FI-IR表明GO成功合成并且成功的還原為Gr。掃描電子顯微鏡圖像表明Mb已經(jīng)組裝在Gr-CTAB復(fù)合膜上并且與該Gr和CTAB發(fā)生相互作用改變復(fù)合膜的表面形貌。UV-vis實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在一定pH值范圍內(nèi)Mb在復(fù)合膜中保持其的生物活性。CV實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極在-0.31V出現(xiàn)了一對(duì)幾乎對(duì)稱且可逆的氧化還原特征峰。方波伏安法進(jìn)行非線性擬合獲得氧化還原的式電勢(shì)(Eo?)和電子傳遞速率常數(shù)(ks)等電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的參數(shù)。復(fù)合膜修飾電極對(duì)O2、H2O2、NaNO2和三氯乙酸(TCA)表現(xiàn)出良好的電催化性能,表現(xiàn)出較好的線性范圍和較低的檢測(cè)限,能夠?qū)Χ喾N底物濃度進(jìn)行定性和定量的檢測(cè)。同時(shí)我們研究了Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜修飾電極的電化學(xué)性質(zhì),通過DTAB和Gr的加入,顯著提高了復(fù)合膜修飾電極的電化學(xué)性質(zhì),并對(duì)不同的底物進(jìn)行電化學(xué)催化檢測(cè),表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和電催化性能。同時(shí)研究了不同碳鏈長度的表面活性劑對(duì)Mb電化學(xué)性質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Mb在制備的酶電化學(xué)生物傳感器Mb-Gr-CTAB和Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜修飾電極表現(xiàn)了良好的直接電化學(xué)性質(zhì),這對(duì)其在電催化性能方面和電子轉(zhuǎn)移的應(yīng)用提供了理論支持。表面改性的石墨烯材料制備電化學(xué)傳感器為第三代生物傳感器的制備方面提供了新的平臺(tái)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 表面活性劑 肌紅蛋白 電化學(xué)催化 電化學(xué)生物傳感器
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ127.11;O657.1
【目錄】：

• 摘要2-3
• abstract3-6
• 引言6-7
• 第一章 文獻(xiàn)綜述7-21
• 1.1 生物傳感器7-13
• 1.1.1 生物傳感器的工作原理7-8
• 1.1.2 生物傳感器的發(fā)展8
• 1.1.3 生物傳感器的分類8-11
• 1.1.4 生物傳感器的制備11-12
• 1.1.5 生物傳感器的應(yīng)用12-13
• 1.2 氧化還原蛋白質(zhì)13-15
• 1.3 生物傳感材料簡(jiǎn)介15-17
• 1.3.1 有機(jī)導(dǎo)電聚合物材料15
• 1.3.2 溶膠-凝膠材料15
• 1.3.3 石墨烯材料15-17
• 1.4 表面活性劑17-19
• 1.4.1 十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）17-18
• 1.4.2 十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）18
• 1.4.3 表面活性劑在電化學(xué)生物傳感器中的應(yīng)用18-19
• 1.5 本論文的立題依據(jù)及主要工作19-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法21-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.3 測(cè)試方法22-32
• 2.3.1 電化學(xué)測(cè)試22-30
• 2.3.2 掃描電化學(xué)顯微鏡(SEM）30-31
• 2.3.3 紫外-可見吸收光譜（UV-vis）31
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）31-32
• 第三章 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的制備及性能研究32-53
• 3.1 引言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-34
• 3.2.1 樣品制備32-34
• 3.2.2 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)34
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論34-52
• 3.3.1 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜的FT-IR表征34-35
• 3.3.2 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜的SEM表征35
• 3.3.3 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜的UV-vis表征35-36
• 3.3.4 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的交流阻抗譜圖36-38
• 3.3.5 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的循環(huán)伏安測(cè)試38-40
• 3.3.6 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的循環(huán)伏安曲線與p H的關(guān)系40-42
• 3.3.7 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的方波伏安曲線42-43
• 3.3.8 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的電催化性能研究43-51
• 3.3.9 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜修飾電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜的制備及性能探究53-66
• 4.1 引言53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分53-54
• 4.2.1 Mb-Gr-CTAB復(fù)合膜樣品的制備53-54
• 4.2.2 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜的測(cè)試方法54
• 4.3 結(jié)果與討論54-65
• 4.3.1 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜的IR光譜表征54-55
• 4.3.2 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜的UV-vis表征55-56
• 4.3.3 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜修飾電極的循環(huán)伏安曲線56-59
• 4.3.4 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜修飾電極的循環(huán)伏安曲線與pH的關(guān)系59
• 4.3.5 Mb-Gr-DTAB復(fù)合膜修飾電極對(duì)不同底物的催化作用59-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-78
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果78-79
• 致謝79-80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：857015