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(dú)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(dǎo)電性,還有非常良好的穩(wěn)定性。而研究人員們可以運(yùn)用石墨烯的這些性能,應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,尤其是傳感領(lǐng)域,建立了很多基于石墨烯的化學(xué)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(dú)特性能,將石墨烯與金屬納米材料相復(fù)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(fù)合材料,并且以此為基底建立傳感器平臺(tái),對(duì)目標(biāo)分子等進(jìn)行檢測(cè)。主要工作包括:（1）利用簡(jiǎn)單的方法合成了金汞功能化氧化石墨烯（Au-Hg/rGO）復(fù)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(duì)其進(jìn)行了表征。發(fā)現(xiàn)Au-Hg/rGO納米復(fù)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(lán)色oxTMB�；谶@種復(fù)合材料,構(gòu)建了一種新型的比色傳感器測(cè)定過氧化氫。該比色方法的線性范圍為5-100μM,檢測(cè)限... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(xué)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(fù)合材料的傳感應(yīng)用研究4圖1-2化學(xué)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(yīng)釜中，反應(yīng)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(fù)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(jìn)行表征。并且研究了石墨烯含量和溶劑熱溫度對(duì)石墨烯/SnO2的影響。1.2基于石墨烯的復(fù)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(fù)合功能材料廣泛的合成可能性，并用于各種應(yīng)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(diǎn)存在，例如單獨(dú)存在是比較容易團(tuán)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(jìn)一步擴(kuò)大石墨烯材料在實(shí)際生活中的應(yīng)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(fù)合，從而進(jìn)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(fù)合材料、石墨烯聚合物復(fù)合材料。1.2.1石墨烯-金屬納米復(fù)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(jìn)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(fù)合材料的傳感應(yīng)用研究6隨著科技的發(fā)展，傳感器的應(yīng)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(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為我們所能簡(jiǎn)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(hào)轉(zhuǎn)換為我們所熟知的數(shù)據(jù)的器件。其中，化學(xué)生物傳感器因?yàn)榧{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(fù)合材料都被應(yīng)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(shí)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(fù)合材料的傳感器。1.3.1電化學(xué)生物傳感器電化學(xué)生物傳感器是將電化學(xué)傳感器與生物活性材料復(fù)合而組成的生物傳感器[41]。電化學(xué)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(cè)不同目標(biāo)物的傳感器，這些傳感器應(yīng)用廣泛，甚至有很多已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)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(fù)合修飾玻碳電極（GCE）的靈敏選擇性電化學(xué)傳感器，用于亞硝酸鹽測(cè)定。通過循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗譜表征了CG/PPy/CS/GCE的電化學(xué)性能。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，CG/PPy/CS/GCE表現(xiàn)出優(yōu)異電流響應(yīng)。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(jì)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(fù)合材料的傳感應(yīng)用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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