【摘要】：氧化石墨烯是石墨烯的一種衍生物,在其表面含有許多氧化的多環(huán)芳烴碎片。對于氧化石墨烯的結(jié)構(gòu),人們提出了很多不同的模型。最近,有研究認(rèn)為,通過改進(jìn)的Hummers方法制得的氧化石墨烯是一種二組分混合物,是由輕微氧化的石墨烯片和高度氧化的小分子量物質(zhì)組成的。這種小分子量物質(zhì)被稱作碳質(zhì)碎片,吸附在氧化石墨烯的表面,通過堿洗的方法可以有效地除去。碳質(zhì)碎片在很大程度上會(huì)影響氧化石墨烯的性質(zhì),比如電化學(xué)性質(zhì)。本論文主要研究碳質(zhì)碎片對氧化石墨烯修飾電極電化學(xué)性質(zhì)的影響,主要包含以下內(nèi)容:(1)我們通過改進(jìn)的Hummers方法制備氧化石墨烯(a-GO),然后通過堿洗除去表面的碳質(zhì)碎片(得到b-GO),再分別將a-GO和b-GO進(jìn)行電化學(xué)還原得到a-RGO和b-RGO。由于抗壞血酸(AA)和多巴胺(DA)具有相似的電化學(xué)性質(zhì),氧化峰會(huì)重疊,在未修飾的電極上很難進(jìn)行鑒別。我們將分別以a-RGO和b-RGO作電極材料,構(gòu)建電化學(xué)傳感器,來探究碳質(zhì)碎片對還原的氧化石墨烯電極同時(shí)測定AA和DA的影響。通過研究,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)有碎片存在時(shí),AA和DA可以實(shí)現(xiàn)很好的分離,即過電位小,峰電流大,并且具有更好的分析性能。(2)我們分別以a-GO和b-GO為原料,加入氯金酸,以硼氫化鈉為還原劑來負(fù)載納米金,得到兩種納米金復(fù)合材料(Au/a-GO和Au/b-GO)。然后,以兩種材料分別修飾電極,比較它們對過氧化氫的催化效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種材料對過氧化氫均有催化效果,但Au/a-GO復(fù)合材料的催化效果要明顯優(yōu)于Au/b-GO。而且Au/a-GO材料中納米金粒子的尺寸較小,分散均勻,Au/b-GO復(fù)合材料中的納米金粒子卻發(fā)生了團(tuán)聚�；谶@一點(diǎn),我們將通過交聯(lián)法,把葡萄糖氧化酶(GOD)分別固定在兩種納米金復(fù)合材料修飾電極的表面(得到GOD/Au/a-GO和GOD/Au/b-GO),然后來比較兩種葡萄糖傳感器的性能差異。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),GOD/Au/a-GO構(gòu)建的葡萄糖生物傳感器靈敏度更高,檢出限更低,穩(wěn)定性更好。
【圖文】：

石墨樣品進(jìn)行反復(fù)的機(jī)械剝離，成功合成了僅有 0.34 nm為了目前最薄的二維材料�？梢哉f，石墨烯的發(fā)現(xiàn)使得碳墨烯具有獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，廣大科研工作者烯的結(jié)構(gòu)的性質(zhì)具有各向異性，這也是人們研究的一個(gè)興趣點(diǎn)。石的蜂巢狀平面薄膜，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1。石墨烯每個(gè)碳會(huì)進(jìn)行 sp2雜化，形成強(qiáng)的共價(jià)鍵，C-C-C 鍵之間的鍵角相鄰的三個(gè)碳原子重疊形成 π 軌道，稱為價(jià)帶，空的 π*四分之三的價(jià)電子形成 σ 鍵，，剩余四分之一的電子與相鄰，每個(gè)碳原子的 π 軌道會(huì)提供 π 電子來形成離域的 π 電子學(xué)鍵，面外作用力也極其微弱。面外作用力包括電荷和熱性和導(dǎo)熱性比面內(nèi)同類物質(zhì)低 1000 倍[2]。石墨烯中大面積的熱穩(wěn)定性，機(jī)械性能和電子特性，吸引了越來越多的研

以合成能帶寬度小于 10 nm 的石墨烯納米帶[43]，合成方含有共軛 π 體系的有機(jī)聚合物）中進(jìn)行超聲。當(dāng)納米帶（帶場效應(yīng)晶體管的能帶約 0.4 eV，Ion/Ioff比值達(dá)到 107[3]氧化法[44]，將碳納米管“解開”來合成石墨烯納米帶是的熱門方法。烯材料場效應(yīng)晶體管可以用來探測氣體分子，因?yàn)槭┍砻娣e等發(fā)生變化[45-47]。工作原理是氣體分子首先會(huì)吸附置與石墨烯之間建立起電子的轉(zhuǎn)移過程，圖 1-2 是裝置示氣）時(shí)，可以記錄不同時(shí)間的相對柵電壓的源極-柵極電背柵約 0 V，氣體暴露 5 分鐘后，狄拉克點(diǎn)約-20 V，然后表明了吸附在石墨烯表面的氨氣分子已經(jīng)通過 N-摻雜的料中。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移速率和狄拉克點(diǎn)的移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在 30 分子濃度約 8×1013 cm-2。最近研究表明，在石墨烯表面體，而 H2O 和 NO2可以作為受體[44,48]。而且，還原的氧料，可以用于檢測化學(xué)戰(zhàn)劑和炸藥，靈敏度能達(dá)到十億分
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.1

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