發(fā)布時間：2018-03-05 04:06

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

【摘要】：高的靈敏度和良好的選擇性是電化學分析長期以來所追求的目標�；瘜W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,從而成為電化學分析實現(xiàn)目標的重要工具。碳納米管和石墨烯作為一維和二維碳納米材料的代表者,在構筑化學修飾電極過程中具有獨特的優(yōu)越性。但是,二者的疏水結構使它們在許多溶劑中趨于團聚,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用。同時,表面形態(tài)也對碳納米管和石墨烯的電化學性能產(chǎn)生影響。碳納米管的軸向電子傳遞速率最快,因此實現(xiàn)碳納米管在電極表面的垂直有序排列將有助于增強其電子傳導能力,進而提高電化學檢測靈敏度。對碳納米管和石墨烯進行功能化修飾,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活性位點。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,實現(xiàn)了對一些有機小分子的靈敏檢測。主要研究工作如下:1.利用簡單的非共價鍵合法制備了聚對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檢測。首次系統(tǒng)的研究了甲磺酸酚妥拉明的電化學行為,并提出了合理的電極反應機理。通過對比PSS-MWCNTs和純化碳納米管(p-MWCNTs)的分散狀態(tài),以及對甲磺酸酚妥拉明在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分析對象的富集效率。利用線性掃描法建立了靈敏的甲磺酸酚妥拉明檢測方法,并應用于藥片中甲磺酸酚妥拉明成分的分析。2.借助于LB技術和十八胺(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形成豎直密集結構。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)對電子轉移的影響�；谔技{米管陣列良好的電學性質,建立了防腐劑尼泊金甲酯的靈敏檢測方法,并應用于化妝品中尼泊金甲酯的含量分析,結果令人滿意。3.鑒于良好的導電性,聚苯胺(PANI)替代ODA成為MWCNTs的輔助成膜材料,構筑了有序排列的MWCNTs LB膜修飾電極(MWCNTs-PANI-LB/GCE)。通過掃描電鏡實驗,表征了LB膜的表面形態(tài),說明PANI通過靜電作用能夠將MWCNTs垂直固定于基底表面。以黃豆苷元為檢測對象,討論了MWCNTs處于無序和有序狀態(tài)時對電化學響應信號的影響,從而進一步說明電子沿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,驗證提出的電分析方法具有穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和實用性。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性質。結果表明該傳感器對研究對象有靈敏的伏安響應,建立的電分析方法能夠快速、準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,進而說明GR和MWCNTs的電化學性質差異。5.將β-環(huán)糊精(β-CD)通過非共價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)對其結構和表面形態(tài)進行表征�；讦�-CD-GR修飾電極,首次建立了落新婦苷的電分析方法,并成功的應用于中藥土茯苓中落新婦苷的檢測。結果表明: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落新婦苷的富集效率。6.通過水熱法一步合成負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)對這種新納米復合材料進行了表征。以此材料構筑的伏安傳感器在檢測圣草次苷時表現(xiàn)出了較強的富集能力和好的選擇性。建立的分析方法應用于檸檬中圣草次苷的含量檢測,取得了令人滿意的結果。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.1

【參考文獻】

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本文編號：1568651