本文選題：伏安傳感器　切入點(diǎn)：碳納米管　出處：《鄭州大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：高的靈敏度和良好的選擇性是電化學(xué)分析長期以來所追求的目標(biāo)�；瘜W(xué)修飾電極通過在電極表面功能化修飾,使被測物在修飾層選擇性的鍵合與富集,從而成為電化學(xué)分析實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的重要工具。碳納米管和石墨烯作為一維和二維碳納米材料的代表者,在構(gòu)筑化學(xué)修飾電極過程中具有獨(dú)特的優(yōu)越性。但是,二者的疏水結(jié)構(gòu)使它們在許多溶劑中趨于團(tuán)聚,難以形成良好的分散液,這就限制了其作為電極修飾材料的應(yīng)用。同時(shí),表面形態(tài)也對(duì)碳納米管和石墨烯的電化學(xué)性能產(chǎn)生影響。碳納米管的軸向電子傳遞速率最快,因此實(shí)現(xiàn)碳納米管在電極表面的垂直有序排列將有助于增強(qiáng)其電子傳導(dǎo)能力,進(jìn)而提高電化學(xué)檢測靈敏度。對(duì)碳納米管和石墨烯進(jìn)行功能化修飾,不僅能夠改變表面形態(tài),而且可以提高分散性和增加電化學(xué)活性位點(diǎn)。依據(jù)此思路,本文通過超聲法、Langmuir-Blodgett(LB)膜法、水浴法和水熱法等手段,制備了一系列基于碳納米管和石墨烯的伏安傳感器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)一些有機(jī)小分子的靈敏檢測。主要研究工作如下:1.利用簡單的非共價(jià)鍵合法制備了聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉功能化多壁碳納米管(PSS-MWCNTs)�；诖瞬牧系姆矀鞲衅饔糜诩谆撬岱油桌鞯碾娀瘜W(xué)檢測。首次系統(tǒng)的研究了甲磺酸酚妥拉明的電化學(xué)行為,并提出了合理的電極反應(yīng)機(jī)理。通過對(duì)比PSS-MWCNTs和純化碳納米管(p-MWCNTs)的分散狀態(tài),以及對(duì)甲磺酸酚妥拉明在PSS-MWCNTs/GCE和p-MWCNTs/GCE表面伏安行為的考察,說明PSS的引入可以提高碳納米管的分散性并增加對(duì)分析對(duì)象的富集效率。利用線性掃描法建立了靈敏的甲磺酸酚妥拉明檢測方法,并應(yīng)用于藥片中甲磺酸酚妥拉明成分的分析。2.借助于LB技術(shù)和十八胺(ODA)的良好成膜性,探索了將MWCNTs垂直排列在玻碳電極表面的新方法。根據(jù)π-A曲線和掃描電鏡圖像,推測MWCNTs是通過靜電作用與成膜材料ODA形成豎直密集結(jié)構(gòu)。以鐵氰化鉀為探針,通過循環(huán)伏安法研究了修飾膜層數(shù)對(duì)電子轉(zhuǎn)移的影響�；谔技{米管陣列良好的電學(xué)性質(zhì),建立了防腐劑尼泊金甲酯的靈敏檢測方法,并應(yīng)用于化妝品中尼泊金甲酯的含量分析,結(jié)果令人滿意。3.鑒于良好的導(dǎo)電性,聚苯胺(PANI)替代ODA成為MWCNTs的輔助成膜材料,構(gòu)筑了有序排列的MWCNTs LB膜修飾電極(MWCNTs-PANI-LB/GCE)。通過掃描電鏡實(shí)驗(yàn),表征了LB膜的表面形態(tài),說明PANI通過靜電作用能夠?qū)WCNTs垂直固定于基底表面。以黃豆苷元為檢測對(duì)象,討論了MWCNTs處于無序和有序狀態(tài)時(shí)對(duì)電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)的影響,從而進(jìn)一步說明電子沿MWCNTs不同方向傳遞的差異性。通過中藥葛根和西藥黃豆苷元片中黃豆苷元成分的檢測,驗(yàn)證提出的電分析方法具有穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和實(shí)用性。4.采用簡單的滴涂法制備了石墨烯修飾電極(GR/GCE),在此電極表面首次系統(tǒng)的研究了羥甲香豆素的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明該傳感器對(duì)研究對(duì)象有靈敏的伏安響應(yīng),建立的電分析方法能夠快速、準(zhǔn)確的檢測藥劑中羥甲香豆素的含量。此外,比較了羥甲香豆素在GR/GCE和MWCNTs/GCE上的伏安行為,進(jìn)而說明GR和MWCNTs的電化學(xué)性質(zhì)差異。5.將β-環(huán)糊精(β-CD)通過非共價(jià)鍵修飾到石墨烯表面,通過傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)和場發(fā)射掃描電鏡(SEM)對(duì)其結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)進(jìn)行表征�；讦�-CD-GR修飾電極,首次建立了落新婦苷的電分析方法,并成功的應(yīng)用于中藥土茯苓中落新婦苷的檢測。結(jié)果表明:β-環(huán)糊精的引入不僅有效提高了石墨烯在水中的分散性,而且顯著增加了修飾材料對(duì)落新婦苷的富集效率。6.通過水熱法一步合成負(fù)載二氧化鈰納米粒子的聚二烯丙基二甲基氯化銨功能化石墨烯(CeO2-PDDA-GR)。通過場發(fā)射透射電鏡(TEM)、紫外-可見光譜(UV-vis)和X射線衍射(XRD)對(duì)這種新納米復(fù)合材料進(jìn)行了表征。以此材料構(gòu)筑的伏安傳感器在檢測圣草次苷時(shí)表現(xiàn)出了較強(qiáng)的富集能力和好的選擇性。建立的分析方法應(yīng)用于檸檬中圣草次苷的含量檢測,取得了令人滿意的結(jié)果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O657.1

【參考文獻(xiàn)】

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