發(fā)布時間：2017-03-29 03:15

  本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯納米復(fù)合材料的電化學(xué)傳感器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯作為一種新型的碳納米材料,它具有許多優(yōu)異性能如快速的電子傳遞能力、完美的量子隧道效應(yīng)及大的比表面積,有望在電化學(xué)檢測及催化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電化學(xué)傳感器作為一種新的檢測工具,具有制備簡單、響應(yīng)速度快、靈敏度高及成本低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于食品安全、臨床診斷和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。納米材料尺寸在納米級,具有異于普通材料的磁、光、熱、電、力學(xué)等優(yōu)異性能,將納米材料用于制備傳感器,可以顯著增強(qiáng)傳感器的性能。本論文以石墨烯為基礎(chǔ),研究了石墨烯納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括以下三個部分： 1、采用化學(xué)氧化還原法合成石墨烯,將石墨烯分散在殼聚糖溶液中,得到穩(wěn)定的石墨烯-殼聚糖復(fù)合體系,用該復(fù)合材料修飾的電極吸附一層納米金,然后將血紅蛋白固定在該修飾電極上。石墨烯、殼聚糖和納米金等納米材料具有良好的生物相容性,血紅蛋白在修飾電極上保持了良好的生物活性且成功實現(xiàn)了其直接的電化學(xué),在此基礎(chǔ)上制得了高性能的過氧化氫傳感器,納米金的引入有效的提高了過氧化氫傳感器的性能,制得傳感器的靈敏度為347.1mA·cm-2·M-1,響應(yīng)線性范圍為2-935μM,且具有良好的穩(wěn)定性。 2、采用簡單的超聲誘導(dǎo)的方法制備了新穎的石墨烯/環(huán)糊精/納米金納米復(fù)合材料,用該納米復(fù)合材料修飾的電極檢測多巴胺(DA)和尿酸(UA),該修飾電極結(jié)合了石墨烯、納米金及D-環(huán)糊精等納米材料的優(yōu)點,具有大的比表面積和優(yōu)異電子傳輸能力,實現(xiàn)了DA和UA的靈敏檢測。在優(yōu)化條件下,該電極對DA的檢測限0.08μM,UA的檢測限為0.04μM,且該電極能應(yīng)用于真實樣品的檢測。 3、研究了石墨烯-殼聚糖復(fù)合物修飾電極(GR-CS/GCE)對對硝基苯酚⑦-NP)和鄰硝基苯酚(o-NP)的催化性能。由于石墨烯的引入,該電極顯示出了良好的電催化能力,在優(yōu)化的條件下,p-NP和o-NP的峰電位差為81mV,在混合液中能清晰地對p-NP和o-NP進(jìn)行鑒別和檢測,該電極對p-NP的響應(yīng)線性范圍為0.1-140μM,檢測限為0.09μM(S/N＝3),對o-NP的響應(yīng)線性范圍為1-240μM,檢測限為0.2μM(S/N=3)。因此,石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料可以作為一種理想的電極材料,用于硝基苯酚異構(gòu)體的檢測。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 殼聚糖 納米金 血紅蛋白 β-環(huán)糊精 納米復(fù)合材料 電化學(xué)傳感器
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O613.71;TP212.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 石墨烯10-12
• 1.1.1 石墨烯概述10-11
• 1.1.2 石墨烯的制備11-12
• 1.2 電化學(xué)傳感器12-14
• 1.2.1 電化學(xué)傳感器簡介13
• 1.2.2 電化學(xué)生物傳感器13-14
• 1.3 納米材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用14-17
• 1.3.1 石墨烯14-15
• 1.3.2 殼聚糖15-16
• 1.3.3 納米金顆粒16
• 1.3.4 環(huán)糊精16-17
• 1.4 本論文的選題意義及主要研究內(nèi)容17-19
• 1.4.1 本論文的選題意義17
• 1.4.2 本論文的主要研究內(nèi)容17-19
• 2 血紅蛋白在石墨烯-殼聚糖/納米金復(fù)合材料膜修飾電極上的直接電化學(xué)及電催化19-33
• 2.1 前言19
• 2.2 實驗部分19-22
• 2.2.1 實驗的儀器和藥品19-20
• 2.2.2 石墨烯和納米金的制備20-21
• 2.2.3 修飾電極的制備21-22
• 2.3 結(jié)果和討論22-31
• 2.3.1 形貌表征22-23
• 2.3.2 UV-vis和FT-IR表征23-25
• 2.3.3 電化學(xué)阻抗圖譜25-26
• 2.3.4 血紅蛋白的直接電化學(xué)26-28
• 2.3.5 電催化和檢測過氧化氫28-31
• 2.3.6 Hb/AuNPs/GR-CS復(fù)合膜電極的穩(wěn)定性31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 3 基于石墨烯/環(huán)糊精/納米金復(fù)合膜修飾電極測定多巴胺和尿酸33-49
• 3.1 前言33
• 3.2 實驗部分33-35
• 3.2.1 實驗的儀器和藥品34
• 3.2.2 石墨烯和納米金的制備34
• 3.2.3 修飾電極的制備34-35
• 3.3 結(jié)果和討論35-48
• 3.3.1 材料的表征35-37
• 3.3.2 DA和UA的電化學(xué)行為37-40
• 3.3.3 實驗條件的優(yōu)化40-43
• 3.3.4 DA和UA的同時檢測43-47
• 3.3.5 GR-AuNPs-CD-CS/GCE電極的穩(wěn)定性47
• 3.3.6 真實樣品的檢測47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 4 石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料修飾電極對硝基苯酚異構(gòu)體的電化學(xué)行為及其靈敏檢測49-63
• 4.1 前言49
• 4.2 實驗部分49-50
• 4.2.1 實驗的儀器和藥品49-50
• 4.2.2 石墨烯的制備50
• 4.2.3 修飾電極的制備50
• 4.3 結(jié)果和討論50-62
• 4.3.1 材料的表征50-52
• 4.3.2 p-NP和o-NP的電化學(xué)行為52-54
• 4.3.3 實驗條件的優(yōu)化54-58
• 4.3.4 p-NP和o-NP的同時檢測58-62
• 4.3.5 GR-CS/GCE電極的穩(wěn)定性62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 5 結(jié)論與創(chuàng)新63-64
• 5.1 結(jié)論63
• 5.2 論文的創(chuàng)新點63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-74
• 附錄74

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1 白新德，蔡俊，尤引娟，白新桂，董曉;納米復(fù)合材料──石墨層間化合物（GICs）的電化學(xué)合成研究[J];復(fù)合材料學(xué)報;1996年02期

2 曾清華,王棟知,王淀佐;聚合物-粘土礦物納米復(fù)合材料[J];化工進(jìn)展;1998年02期

3 朱軍,李畢忠;聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料研究進(jìn)展[J];化工新型材料;2000年10期

4 吳增剛,周持興,程寶家;原位懸浮聚合制備酸性酚醛樹脂/蒙脫土納米復(fù)合材料(英文)[J];合成橡膠工業(yè);2001年04期

5 張恒;張力;;納米復(fù)合材料實用化技術(shù)前景[J];材料導(dǎo)報;2001年08期

6 鐘厲,韓西;納米復(fù)合材料的研究應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報;2003年03期

7 張強(qiáng),張立武,余大兵,楊延濤;納米技術(shù)在復(fù)合材料中的應(yīng)用及其進(jìn)展[J];纖維復(fù)合材料;2003年04期

8 魏風(fēng)艷,鞏強(qiáng),嚴(yán)生;聚合物—粘土納米復(fù)合材料[J];材料導(dǎo)報;2003年S1期

9 王平華,徐國永,宋功品;聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及結(jié)構(gòu)[J];高分子材料科學(xué)與工程;2004年04期

10 劉治國,歐育湘,吳俊浩;MPP/PER/APP系統(tǒng)阻燃的PA6/OMMT納米復(fù)合材料的燃燒特性[J];功能高分子學(xué)報;2004年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡長君;季辰辰;魯振江;包淑娟;;一步電化學(xué)合成鉑-石墨烯納米復(fù)合材料對葡萄糖的無酶催化[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第9分會場摘要集[C];2012年

2 沈辰飛;馬路遙;鄭明波;趙斌;邱旦峰;潘力佳;曹潔明;施毅;;SnS_2/石墨烯納米復(fù)合材料的合成以及在鋰離子電池中的應(yīng)用研究[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第10分會場摘要集[C];2012年

3 李茂;宋曉輝;謝玉蕾;楊永芳;趙漢英;;石墨烯/CdS納米復(fù)合材料的制備研究[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

4 張文龍;吳月;王暄;趙洪;吉超;;制備MgO/LDPE納米復(fù)合材料共混方式與性能的研究[A];第十三屆全國工程電介質(zhì)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

5 都佩華;林鵬飛;張運湘;陳韶輝;朱肖楠;宋義虎;鄭強(qiáng);;相形貌對聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/碳酸鈣納米復(fù)合材料形變機(jī)理的影響[A];中國流變學(xué)研究進(jìn)展（2010）[C];2010年

6 張文龍;杜陽;王暄;楊佳明;趙洪;穆娟;;溶-熔共混法制備LDPE/SiO_x納米復(fù)合材料的電性能研究[A];第十三屆全國工程電介質(zhì)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

7 古菊;周揚(yáng)波;杜楊;賈德民;羅遠(yuǎn)芳;;NR/改性CaCO_3納米復(fù)合材料的形態(tài)與力學(xué)性能[A];第二屆全國橡膠制品技術(shù)研討會論文集[C];2003年

8 倪士民;李青山;吳洪江;馬玉坤;;P(AN-VAc)/Clay納米復(fù)合材料的微型化學(xué)制備研究[A];微型化學(xué)實驗專輯論文集[C];2004年

9 毋偉;張魁;沈淑玲;成翠蘭;王志琰;王冕;陳建峰;;以Pickering乳液為基礎(chǔ)納米復(fù)合材料的合成[A];中國顆粒學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會論文集[C];2010年

10 秦亞偉;王寧;董金勇;;適用于工業(yè)化的聚烯烴納米復(fù)合材料的原位制備方法[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 畢文;納米復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化需長期培養(yǎng)[N];中國建材報;2011年

2 本報記者 王海霞;納米復(fù)合材料將廣泛應(yīng)用到新能源領(lǐng)域[N];中國能源報;2009年

3 劉霞;高效存儲氫的納米復(fù)合材料研制成功[N];科技日報;2011年

4 劉霞;石墨烯納米復(fù)合材料可提升電池性能[N];科技日報;2011年

5 蔡忠仁;納米復(fù)合材料凈化空氣效果好[N];中國化工報;2010年

6 宋玉春;納米復(fù)合材料能否風(fēng)行？[N];中國石化報;2005年

7 李聞芝;納米復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化研討會將開[N];中國化工報;2004年

8 王林;備受關(guān)注的納米復(fù)合材料[N];中國有色金屬報;2003年

9 李偉;汽車用上納米復(fù)合材料部件[N];中國化工報;2004年

10 華成;華人學(xué)者首次合成超磁性能納米復(fù)合材料[N];中國有色金屬報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李鑫;層狀鎂鋁氫氧化物的設(shè)計合成與阻燃性研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 趙明;雙螺桿反應(yīng)擠出紡絲級PA6/蒙脫土納米復(fù)合材料的研究[D];東華大學(xué);2005年

3 劉梅;金屬（金屬氧化物）/氧化鋁納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究[D];吉林大學(xué);2006年

4 倪勇;含苯基多面齊聚倍半硅氧烷的高分子的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];上海交通大學(xué);2007年

5 董正平;喹啉修飾SBA-15介孔分子篩納米復(fù)合材料的制備及其作為熒光納米探針的性能研究[D];蘭州大學(xué);2011年

6 徐平;導(dǎo)電聚合物及其納米復(fù)合材料的制備和性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

7 左勝武;聚乙烯基石墨納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電行為及機(jī)理研究[D];四川大學(xué);2004年

8 孔慶紅;聚合物/鐵蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及阻燃機(jī)理研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

9 邱龍臻;聚合物基層狀雙氫氧化物和氫氧化鎂納米復(fù)合材料的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

10 丁鵬;聚烯烴/層狀雙氫氧化物納米復(fù)合材料的制備及性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戴紹明;聚合物乳液/MMT共混物涂層：結(jié)構(gòu)的形成與涂層性能[D];浙江大學(xué);2005年

2 向麗;線性低密度聚乙烯無鹵阻燃體系及其協(xié)效作用的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

3 王慧;ZnO/Ag納米復(fù)合材料的金屬、非金屬摻雜及其光催化性能研究[D];青島科技大學(xué);2010年

4 王璞玉;基于納米復(fù)合材料的低能耗熱流控制模塊研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 李濤海;鈦酸鹽系列層狀納米光催化復(fù)合材料的合成及性質(zhì)[D];華僑大學(xué);2004年

6 李永波;鐵氧體/聚吡咯和鎳/硫化鋅磁性復(fù)合材料的制備與表征[D];中南大學(xué);2010年

7 李偉;殼聚糖基納米復(fù)合材料的制備及性能研究[D];青島科技大學(xué);2010年

8 何浩禮;聚酰胺6及聚酰胺6/SiO_2納米復(fù)合材料流變力學(xué)性能研究[D];湘潭大學(xué);2010年

9 張燕玲;碳納米材料及其磁功能化組裝的研究[D];東華大學(xué);2011年

10 臧楊;聚苯胺—鐵氰化鎳納米復(fù)合材料的可控制備與電化學(xué)性能[D];太原理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯納米復(fù)合材料的電化學(xué)傳感器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：273586