石墨烯是新型碳材料。它有著一些其他納米材料所沒有的獨特性質(zhì),其中包括它比一般材料都大的比表面積,卓越的導電性,還有非常良好的穩(wěn)定性。而研究人員們可以運用石墨烯的這些性能,應用于各個領(lǐng)域,尤其是傳感領(lǐng)域,建立了很多基于石墨烯的化學生物傳感器。而金屬納米材料也擁有著其他材料所沒有的獨特性能,將石墨烯與金屬納米材料相復合,使得它們產(chǎn)生一定的協(xié)調(diào)作用,可以更加高效地提升以此所制備的傳感器性能。本文利用金屬納米顆粒等材料與石墨烯相結(jié)合,成功制備了三種石墨烯納米復合材料,并且以此為基底建立傳感器平臺,對目標分子等進行檢測。主要工作包括:（1）利用簡單的方法合成了金汞功能化氧化石墨烯（Au-Hg/rGO）復合材料。并通過透射電子顯微鏡,X射線衍射圖和X射線光電子能譜等各種技術(shù)對其進行了表征。發(fā)現(xiàn)Au-Hg/rGO納米復合材料具有出色的過氧化物酶樣催化活性,并且在H₂O₂存在下可以快速將無色3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）催化氧化為藍色oxTMB�；谶@種復合材料,構(gòu)建了一種新型的比色傳感器測定過氧化氫。該比色方法的線性范圍為5-100μM,檢測限... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯基材料的結(jié)構(gòu)顯示：（a）帶有sp2-雜化碳原子的原始石墨烯（純排列的碳原子）和化學改性的石墨烯，包括（b）氧化石墨烯（GO）；（c）還原氧化石墨烯（RGO）

基于石墨烯納米復合材料的傳感應用研究4圖1-2化學氣相沉積法所制備石墨烯的示意圖[28]Fig.1-2Schematicillustrationofthepreparationofgraphenebychemicalvapordepositionmethod[28]（5）溶劑熱法溶劑熱法制備石墨烯是以石墨塊作為原材料，再加入一定的還原劑，或者一定量的偶極溶劑，之后混合并放入反應釜中，反應環(huán)境為高溫高壓，最終得到前驅(qū)體，通過超聲處理得到石墨烯。Jiang[32]等通過溶劑熱法制備石墨烯/SnO2（G/SnO2）復合材料，并通過掃描電子顯微鏡（SEM），X射線衍射（XRD），拉曼光譜等進行表征。并且研究了石墨烯含量和溶劑熱溫度對石墨烯/SnO2的影響。1.2基于石墨烯的復合材料近年來，石墨烯因其卓越的性能而引起了巨大的研究興趣。石墨烯衍生物如氧化石墨烯（GO）和還原氧化石墨烯（rGO）的大規(guī)模生產(chǎn)提供了基于石墨烯的復合功能材料廣泛的合成可能性，并用于各種應用。雖然石墨烯本身具有很多誘人的性質(zhì)，但是石墨烯也有一定的缺點存在，例如單獨存在是比較容易團聚和重疊，在常見溶劑中的不能夠很好的分散，這就在一定程度上限制石墨烯的發(fā)展。為了進一步擴大石墨烯材料在實際生活中的應用，很多其他的材料，包括納米材料和一些聚合物材料都被嘗試著與其復合，從而進一步提高單一材料的性能。這里主要介紹石墨烯-金屬納米復合材料、石墨烯聚合物復合材料。1.2.1石墨烯-金屬納米復合材料合成具有受控形狀，尺寸，結(jié)晶度和功能性的金屬納米粒子已經(jīng)在過去的幾十年中得到了很大的發(fā)展，而為了進一步提高其性能，許多金屬納米粒子已與石

基于石墨烯納米復合材料的傳感應用研究6隨著科技的發(fā)展，傳感器的應用也慢慢的出現(xiàn)在我們的日常生活中。血糖傳感器是我們最為常見的傳感器之一，它是將化學反應轉(zhuǎn)換為我們所能簡單看到數(shù)據(jù)的一種器件。而傳感器就是將某些特定的信號轉(zhuǎn)換為我們所熟知的數(shù)據(jù)的器件。其中，化學生物傳感器因為納米材料的深入研究，得到了很大的發(fā)展。而隨著關(guān)于石墨烯的研究日益深入，很多石墨烯納米復合材料都被應用于傳感領(lǐng)域，其優(yōu)異的選擇性、極高的靈敏度、便于操作并且時間迅速，使得其在很多分析領(lǐng)域中脫穎而出，得到了廣泛的關(guān)注[38-40]。在此主要介紹目前比較常見的基于石墨烯復合材料的傳感器。1.3.1電化學生物傳感器電化學生物傳感器是將電化學傳感器與生物活性材料復合而組成的生物傳感器[41]。電化學生物傳感器是傳感器家族中發(fā)展歷史最為悠久的傳感器之一，迄今為止，研究人員們已經(jīng)開放了上萬種用于檢測不同目標物的傳感器，這些傳感器應用廣泛，甚至有很多已經(jīng)應用于實際生活中[42]。Xiao等[43]建立了基于羧基石墨烯（CG），聚吡咯（PPy）和殼聚糖（CS）納米復合修飾玻碳電極（GCE）的靈敏選擇性電化學傳感器，用于亞硝酸鹽測定。通過循環(huán)伏安法和電化學阻抗譜表征了CG/PPy/CS/GCE的電化學性能。在最佳實驗條件下，CG/PPy/CS/GCE表現(xiàn)出優(yōu)異電流響應。DPV峰值電流與亞硝酸鹽濃度之間的線性關(guān)系在0.2至1000μM的范圍內(nèi)。亞硝酸鹽的檢出限估計為0.02μM。圖1-3CG/PPy/CS/GCE電極的制備以及工作原理[43]Fig.1-3PreparationandworkingprincipleofCG/PPy/CS/GCEelectrode.[43]1.3基于石墨烯的納米復合材料的傳感應用

【參考文獻】：
期刊論文
[1]溶劑熱法制備石墨烯/SnO2及其氣敏性[J]. 蔣余芳,吳海燕,儲向峰,梁士明,張俊,高奇,汪艷.  無機化學學報. 2019(07)
[2]比例電化學傳感器在生化分析中的研究進展[J]. 崔琳,李萌,鄒笑然,張春陽.  分析化學. 2018(11)
[3]超痕量分析中的激光誘導熒光檢測[J]. 楊丙成,關(guān)亞風,譚峰.  化學進展. 2004(06)
[4]電化學技術(shù)制備納米材料研究的新進展[J]. 尹秉勝,馬厚義,陳慎豪.  化學進展. 2004(02)



本文編號：3343765