本文關鍵詞：多孔碳納米材料電化學生物傳感性能研究

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【摘要】：碳納米材料的飛速發(fā)展已經(jīng)引起了社會各界的廣泛關注。其中,多孔碳材料因其具有大量的孔,高的表面積以及獨特的結構,而廣泛應用于氣體分離、水的凈化、催化劑載體、電容器和燃料電池中。最近幾年多孔碳材料被成功地應用于電催化領域,并且獲得了較好的分析結果。因此,在前人研究的基礎上,本論文詳細研究了兩種新型多孔碳材料的電化學應用,主要包括以下內容:1.通過自組裝方法和溶液生長過程合成了一種新型的介孔碳纖維(MCF),并用差分脈沖伏安法,將MCF改性的玻碳電極(MCF/GCE)用于同時檢測四種DNA堿基(鳥嘌呤G,腺嘌呤A,胸腺嘧啶T,胞嘧啶C)。與GCE相比,MCF/GCE顯著增強了峰值電流,降低了峰電位,表現(xiàn)出了良好的電化學活性。嘧啶堿基具有較高的氧化電位和較低的電子轉移動力,而MCF/GCE可以大大加速嘧啶堿基的電子轉移能力,實現(xiàn)了同時檢測四種堿基,并且檢出限低,選擇性高,線性范圍寬。更重要的是,MCF/GCE被成功用于檢測鯡魚精中的堿基,并獲得滿意的結果。此外,MCF/GCE展現(xiàn)出了高穩(wěn)定性和較好的重現(xiàn)性。MCF/GCE對嘌呤和嘧啶DNA堿基這些優(yōu)越的電性能為我們進一步研究DNA生物傳感器奠定了基礎。2.我們制備了左旋手性碳納米管(CCNT),利用羧酸兩性分子與吡咯單體之間的靜電相互作用,在不同的碳化溫度下,碳化自組裝的手性聚吡咯,合成了一系列的樣品,并用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、氮氣吸附、X射線光電子能譜等對這些化合物進行了表征。多巴胺(DA),抗壞血酸(AA),尿酸(UA),過氧化氫(H2O2)和NADH作為探針用來驗證新型碳納米管CCNT的電化學生物傳感性能。結果表明,對于上述分析物,CCNT能顯著降低其峰電位,增加峰電流,與普通碳納米管相比表現(xiàn)出更高的電催化活性。此外,文中針對BET表面積和不同碳化溫度下的N鍵類型(吡咯N、吡啶N、石墨化N)對分析物催化性能的影響進行了詳細論述,結果表明,CCNT-900具有最大的BET表面積,石墨化N含量最高,對上述分析物具有最好的電催化性能。CCNT優(yōu)異的電化學性能使其在未來的電化學生物傳感領域具有廣闊的應用前景。
【關鍵詞】：多孔碳 納米復合材料 電催化 生物小分子
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;O657.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 多孔材料10
• 1.1.1 多孔材料的分類10
• 1.2 多孔碳材料10-12
• 1.2.1 碳纖維（CF）11
• 1.2.2 碳納米管（CNT）11
• 1.2.3 有序介孔碳（OMC）11
• 1.2.4 多孔石墨烯11-12
• 1.3 多孔碳材料的制備12-15
• 1.3.1 活化法12
• 1.3.2 模板法12-15
• 1.4 多孔碳材料在電化學中的應用15-16
• 1.4.1 燃料電池15
• 1.4.2 電分析化學15-16
• 1.5 本工作的內容和意義16-17
• 第2章 新型介孔碳纖維修飾電極直接電化學測定DNA堿基17-29
• 2.1 前言17-18
• 2.2 實驗部分18-19
• 2.2.1 儀器和試劑18
• 2.2.2 MCF的合成和電極制備18-19
• 2.2.3 DNA樣品制備19
• 2.3 結果與討論19-28
• 2.3.1 MCF的表征19-20
• 2.3.2 電化學反應20-22
• 2.3.3 G和A的電化學行為22
• 2.3.4 G和A的測定22-23
• 2.3.5 分析應用23-24
• 2.3.6 T和C的測定24-26
• 2.3.7 檢測四元混合物中的G,A,T,C26
• 2.3.8 同時檢測GATC26-27
• 2.3.9 MCF/GCE的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性27-28
• 2.4 結論28-29
• 第3章 新型左手螺旋手性碳納米管電化學生物傳感研究29-41
• 3.1 前言29
• 3.2 實驗部分29-31
• 3.2.1 試劑和儀器29-30
• 3.2.2 制備CCNT-X樣品30
• 3.2.3 修飾電極的制備30-31
• 3.3 結果與討論31-40
• 3.3.1 CCNT-x的表征31-33
• 3.3.2 電催化氧化AA、DA、UA33-34
• 3.3.3 電化學檢測AA、DA、UA34-36
• 3.3.4 安培法檢測AA、DA、UA36-38
• 3.3.5 電化學檢測H_2O_238-39
• 3.3.6 電催化NADH39-40
• 3.4 結論40-41
• 參考文獻41-51
• 致謝51-52
• 攻讀學位期間取得的科研成果52

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5 宋云峰;王先友;白艷松;王灝;胡本安;舒洪波;楊秀康;易蘭花;鞠博偉;張小艷;;鋰空氣電池空氣電極層次多孔碳的制備及其性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年12期

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5 張小艷;王先友;汪形艷;粟勁蒼;江蘭蘭;吳昊;吳春;;表面活性劑濃度對多維結構多孔碳材料電化學性能的影響[A];第29屆全國化學與物理電源學術年會論文集[C];2011年

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本文編號：1096943