許多研究表明,氧化石墨烯的金屬納米顆粒復合材料由于具有獨特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能、以及制備過程簡單易操作等優(yōu)點,已成為電化學領(lǐng)域中具有應用前景的一種有趣材料。其中,GO納米片的獨特性能為其作為氧化石墨烯納米顆粒復合材料的支持材料奠定了基礎(chǔ)。同時,GO的高比表面積對維持納米顆粒的電化學活性以及納米顆粒的分散至關(guān)重要。GO作為支持材料,不僅為電子的傳遞最大限度的提供納米尺寸的表面積,而且還為電極表面的電活性位點輸送更多的反應物。此外,導電的GO還可以支持并促進電極表面電子的有效收集和轉(zhuǎn)移。在電化學應用中,以GO為基礎(chǔ)的納米顆粒復合材料修飾的電極比普通的GO材料修飾電極更具有優(yōu)越性,比如:卓越的催化活性,增強質(zhì)量運輸,高效的表面積、可以控制電極微環(huán)境等。氧化石墨烯納米顆粒復合材料在許多反應中起到協(xié)同作用,且該結(jié)構(gòu)具有獨特的物理化學性質(zhì),這些性質(zhì)在應用于傳感器時具有很大的優(yōu)勢。值得注意的是,這些氧化石墨烯納米顆粒復合材料的結(jié)構(gòu)特別,不僅表現(xiàn)出納米顆粒和氧化石墨烯自身的特性,還能表現(xiàn)出它們單獨應用時所不具有的協(xié)同作用。因此可以將該復合材料應用于各種傳感機制中,以提高化學傳感器的靈敏度和選擇性。此外,... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于GO修飾電極的電化學應用示意圖

GO 的酸性特點，Hofmann 和他的團隊進一步將一種烯醇-酮型的結(jié)構(gòu)引入到模型中，該模型還包含了在 1 和 3 位置的含氧官能團羥基和醚鍵[28]。1969 年，Scholz和 Boehm 提出了一種具有波紋碳層的新結(jié)構(gòu)，在這一模型中的含氧官能團環(huán)氧基和醚鍵完全被羰基和羥基取代[29]。與此同時，Nakajima 等人提出了一種不同的氧化石墨烯模型。該模型由兩個碳層相互連接，其中 sp3 雜化的碳碳單鍵相互垂直于各層，含氧官能團羰基和羥基的相對含量取決于它的水溶性程度[30,31]。之后，隨著科學技術(shù)的不斷進步，研究者們開始結(jié)合不同的手段去解析 GO 的結(jié)構(gòu)。研究專家 Lerf 和他的團隊基于核磁共振提出了一個結(jié)構(gòu)模型，他指出，GO 的結(jié)構(gòu)中六元環(huán)軸向的 C=C、C-OH 和醚鍵在未氧化的芳香脂環(huán)上的平面區(qū)域是隨機分布的[16]。以上這些都是先前的模型，Szabóet 等人最近提出了一種新的結(jié)構(gòu)模型，該研究指出 GO 由碳網(wǎng)絡(luò)組成的兩種區(qū)域：（1）反-椅式連接的環(huán)己烷構(gòu)型（2）C=C 雙鍵連接的帶狀扁平的平面六邊形與官能團（如羥基，1 , 3-乙醚基，酮、醌、苯酚（芳香二醇）等）組合而成的構(gòu)型[17]。Dreyer 等人在 2010 年的綜述中回顧了上述結(jié)構(gòu)模型中石墨氧化物的結(jié)構(gòu)類比和差異[15]。

石墨烯與 GO 的結(jié)構(gòu)模型，從圖中可以看出石墨烯由一個三角形GO 是由部分斷裂的 sp2 雜化的碳網(wǎng)組成，其中在基面上含有酚緣含有羧酸基（B）GO 薄片的 AFM 成像[37]（C）單層 GO 在高（highly oriented pyrolytic graphite, HOPG）基底上的 STM 成像[3有與原始石墨烯相似的六邊形碳網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不同的是，原始的 sp2 雜化的碳原子，而 GO 中除了含有大量 sp2 雜化的與含氧官能團相連的 sp3 雜化的碳原子（圖 1.3 A）[17,32]團（如羥基、環(huán)氧基、羧基）共價結(jié)合的碳原子的雜化方原子區(qū)域被視為氧化區(qū)域。并且這一區(qū)域的出現(xiàn)破壞了原結(jié)構(gòu)的 sp2 共軛網(wǎng)絡(luò)，sp2 雜化的碳原子區(qū)域被視為非氧機地分布在 GO 納米片的上方或下方，從而形成了 sp2 和為止，為了更深一步地探索 GO 的結(jié)構(gòu)，利用了各種顯微征進行研究。例如，原子力顯微鏡（Atomic Force Micros

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水凝膠納米顆粒對溶菌酶的親和研究[J]. 王哲,薛敏,孟子暉,吉田田,謝騰升.  分析化學. 2018(03)

博士論文
[1]基于氧化石墨烯的光學生化傳感檢測研究[D]. 張倩.浙江大學 2017

碩士論文
[1]基于卟啉功能膜的制備及其對鎘離子的檢測[D]. 李森森.天津工業(yè)大學 2017



本文編號：3236215