本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)還原石墨烯與納米銀在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 電化學(xué)還原石墨烯 納米銀 電化學(xué)傳感器 自組裝

【摘要】：石墨烯和納米銀具有大的比表面積、高導(dǎo)電性和強(qiáng)電催化活性等優(yōu)點(diǎn),近年來吸引了各領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和深入研究。電化學(xué)傳感器具有快速、準(zhǔn)確、易操作、低花費(fèi)、高靈敏度、低檢測限和高選擇性等優(yōu)點(diǎn),其已經(jīng)被廣泛用于醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測、食品分析等領(lǐng)域。本論文以石墨烯和納米銀為主要材料構(gòu)建了三種不同的電化學(xué)傳感器,成功實(shí)現(xiàn)了對生物小分子抗壞血酸、尿酸、多巴胺、過氧化氫的電化學(xué)分析檢測。論文主要工作內(nèi)容如下:1.基于電化學(xué)還原石墨烯/聚乙烯亞胺修飾玻碳電極同時(shí)檢測多巴胺、抗壞血酸、尿酸通過自組裝技術(shù)和電化學(xué)還原法成功構(gòu)建了電化學(xué)還原石墨烯(ERGO)修飾玻碳電極(GCE)。首先將帶正電的聚乙烯亞胺(PEI)自組裝到電極上,然后利用帶正電荷的聚乙烯亞胺與帶負(fù)電荷的氧化石墨烯(GO)之間的靜電引力作用,將氧化石墨烯修飾到電極表面上,最后再通過電化學(xué)還原法將GO還原成ERGO。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、電化學(xué)交流阻抗(EIS)和循環(huán)伏安法(CV)對電化學(xué)還原石墨烯進(jìn)行表征�；谑└叩碾娀瘜W(xué)活性和大的比表面積,電化學(xué)還原石墨烯/聚乙烯亞胺修飾玻碳電極(ERGO/PEI/GCE)對多巴胺、尿酸和抗壞血酸具有較強(qiáng)的電催化作用,可應(yīng)用于同時(shí)檢測多巴胺(DA)、抗壞血酸(AA)、尿酸(UA)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多巴胺、抗壞血酸和尿酸的檢測范圍分別為0.5-100μmol/L、2-100μmol/L和20-1400μmol/L,檢出限分別為0.5μmol/L、1μmol/L和6μmol/L。此外,該傳感器對多巴胺、抗壞血酸和尿酸的檢測具有良好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和高選擇性,并應(yīng)用于實(shí)際樣品檢測中。2、基于電化學(xué)還原石墨烯和一步合成的納米銀@聚多巴胺和的非酶過氧化氫電化學(xué)傳感器基于電化學(xué)還原石墨烯(ERGO)和納米銀@聚多巴胺(Ag NPs@PDA)構(gòu)建了過氧化氫(H2O2)非酶電化學(xué)傳感器。本實(shí)驗(yàn)中,納米銀的合成方法十分簡單,僅僅通過將銀離子和多巴胺加入弱堿性溶液中攪拌幾分鐘,反應(yīng)就能完成。這是因?yàn)殂y離子能夠促進(jìn)多巴胺自聚合,而自聚合的多巴胺又能夠?qū)€y離子還原成納米銀。而ERGO膜是通過氧化石墨烯(GO)自組裝-電化學(xué)還原法制備得到。納米銀@聚多巴胺進(jìn)行了掃描電子顯微鏡(SEM)、電化學(xué)交流阻抗(EIS)和紫外-可見吸收光譜分析(UV-vis)表征。由于石墨烯和納米銀高的電催化活性和大的比表面積,納米銀@聚多巴胺/電化學(xué)還原石墨烯/聚乙烯亞胺修飾玻碳電極(Ag NPs@PDA/ERGO/PEI/GCE)對過氧化氫有較好的的電催化效應(yīng)。過氧化氫的檢測的線性范圍為0.1-16.4 mmol/L,檢測限為15.4μmol/L。同時(shí),該傳感器具有好的穩(wěn)定性,高重復(fù)性和選擇性。此外,傳感器能用于實(shí)際樣品中的過氧化氫檢測。3、基于電化學(xué)還原石墨烯上直接電沉積納米銀的非酶過氧化氫電化學(xué)傳感器采用電沉積法將納米銀(Ag NPs)直接沉積到電化學(xué)還原石墨烯(ERGO)上,成功構(gòu)建了另一種過氧化氫(H2O2)非酶電化學(xué)傳感器。電化學(xué)還原石墨烯同樣是通過氧化石墨烯(GO)自組裝-電化學(xué)還原法制備得到。采用電化學(xué)交流阻抗法(EIS)對該傳感器的制備過程進(jìn)行了表征�；陔娀瘜W(xué)還原石墨烯和納米銀高的電催化活性,納米銀/電化學(xué)還原石墨烯/3-氨丙基三乙氧基硅烷修飾玻碳電極(Ag NPs/ERGO/APTES/GCE)對過氧化氫的還原具有良好的的電催化效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,過氧化氫檢測的線性范圍有三段,分別為0.01-0.55 mmol/L,0.55-6.55mmol/L和6.55-91.55 mmol/L,檢測限為5μmol/L。同時(shí),該傳感器對過氧化氫的檢測具有高穩(wěn)定性,良好重復(fù)性和選擇性。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)還原石墨烯 納米銀 電化學(xué)傳感器 自組裝
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1;TP212
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 石墨烯10-16
• 1.1.1 石墨烯概述10-11
• 1.1.2 石墨烯性質(zhì)11-13
• 1.1.3 石墨烯的功能化13-15
• 1.1.4 石墨烯的應(yīng)用15-16
• 1.2 納米銀16-19
• 1.2.1 納米銀概述16
• 1.2.2 納米銀顆粒的制備方法16-18
• 1.2.3 納米銀的應(yīng)用18-19
• 1.3 電化學(xué)傳感器19
• 1.4 本文研究內(nèi)容19-20
• 1.5 參考文獻(xiàn)20-28
• 第二章 基于電化學(xué)還原石墨烯/聚乙烯亞胺修飾玻碳電極同時(shí)檢測多巴胺、抗壞血酸、尿酸28-48
• 2.1 引言28-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑30
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料30
• 2.2.3 石墨烯/聚乙烯亞胺修飾玻碳電極的制備30-31
• 2.2.4 電化學(xué)測試方法31
• 2.3 結(jié)果與討論31-42
• 2.3.1 電化學(xué)還原氧化石墨烯31-32
• 2.3.2 石墨烯形貌表征32
• 2.3.3 修飾電極的電化學(xué)表征32-33
• 2.3.4 分別單獨(dú)考察多巴胺（DA）、抗壞血酸（AA）和尿酸（UA）在修飾電極上的電化學(xué)行為33-34
• 2.3.5 多巴胺、抗壞血酸、和尿酸在電極上的同時(shí)電化學(xué)響應(yīng)34-35
• 2.3.6 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化35-38
• 2.3.7 掃描速度的影響38-39
• 2.3.8 同時(shí)檢測多巴胺、抗壞血酸和尿酸39-41
• 2.3.9 選擇性、重復(fù)性、穩(wěn)定性分析41
• 2.3.10 實(shí)際樣品分析檢測41-42
• 2.4 結(jié)論42
• 2.5 參考文獻(xiàn)42-48
• 第三章 基于電化學(xué)還原石墨烯和一步合成的納米銀@聚多巴胺的非酶過氧化氫電化學(xué)傳感器48-64
• 3.1 引言48-50
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分50-51
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑50
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料50-51
• 3.2.3 合成納米銀@聚多巴胺51
• 3.2.4 納米銀@聚多巴胺/電化學(xué)還原石墨烯/聚乙烯亞胺修飾玻碳電極（AgNPs@PDA/ERGO/PEI/GCE）的制備51
• 3.2.5 電化學(xué)測試方法51
• 3.3 結(jié)果與討論51-60
• 3.3.1 材料的表征51-52
• 3.3.2 修飾電極的電化學(xué)表征52-53
• 3.3.3 AgNPs@PDA/ERGO/PEI/GCE的電化學(xué)性能53-55
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化55-57
• 3.3.5 掃描速度的影響57
• 3.3.6 過氧化氫的電化學(xué)分析檢測57-59
• 3.3.7 選擇性、重復(fù)性和穩(wěn)定性59
• 3.3.8 實(shí)際樣品分析檢測59-60
• 3.4 結(jié)論60
• 3.5 參考文獻(xiàn)60-64
• 第四章 基于電化學(xué)還原石墨烯上直接電沉積納米銀的非酶過氧化氫電化學(xué)傳感器64-80
• 4.1 引言64-65
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分65-67
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑65-66
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料66
• 4.2.3 納米銀/電化學(xué)還原石墨烯/3-氨丙基三乙氧基硅烷修飾玻碳電極（AgNPs/ERGO/APTES/GCE）的制備66
• 4.2.4 電化學(xué)測試方法66-67
• 4.3 結(jié)果與討論67-76
• 4.3.1 電化學(xué)還原氧化石墨烯圖譜分析67
• 4.3.2 AgNPs/ERGO/APTES/GCE的電化學(xué)行為67-68
• 4.3.3 修飾電極的電化學(xué)表征68-69
• 4.3.4 過氧化氫在各修飾電極上的電化學(xué)行為69-70
• 4.3.5 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化70-72
• 4.3.6 掃描速度的影響72-73
• 4.3.7 AgNPs/ERGO/APTES/GCE對H2O2的分析檢測73-76
• 4.3.8 選擇性和穩(wěn)定性76
• 4.4 結(jié)論76
• 4.5 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 作者部分相關(guān)論文題錄82

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本文編號：941174