石墨烯因其巨大的比表面積、優(yōu)異的機械性能和出色的電學(xué)特性,被認為是一種未來革命性的材料,在生物傳感、儲能、吸附等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。而電化學(xué)傳感器擁有靈敏度高、選擇性好、制備與操作簡易、成本低廉以及可實時檢測等特點,將其與石墨烯相結(jié)合,不僅豐富了傳感器的電極修飾材料,而且能夠構(gòu)建具有獨特性能的電化學(xué)傳感器,使其在生物小分子檢測等方面得到快速發(fā)展。本論文先后合成三維石墨烯（3D-G）和氮摻雜三維石墨烯（3D-NG）,并構(gòu)建一系列石墨烯基電化學(xué)生物傳感器,用于定量檢測抗壞血酸（AA）、多巴胺（DA）、尿酸（UA）和對乙酰氨基酚（AP）四種生物小分子,并取得了較好的實驗成果,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）以氧化石墨烯（GO）為前驅(qū)體,在乙二胺（EDA）的誘導(dǎo)作用和飽和四硼酸鈉（SBS）的交聯(lián)作用下,采用簡單的水熱反應(yīng)合成3D-G水凝膠,再通過透析和冷凍干燥后,獲得3D-G。隨后,以透析后的3D-G水凝膠作為前驅(qū)體,以尿素作為氮源與還原劑,經(jīng)進一步水熱反應(yīng),再通過冷凍干燥,獲得3D-NG。此外,采用TEM、SEM、Raman、XRD、XPS以及電化學(xué)檢測等3D-G和3D-NG進行表征。結(jié)果... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.1.1 石墨烯的性質(zhì)
        1.1.2 石墨烯的制備方法
    1.2 氮摻雜石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氮摻雜石墨烯的性質(zhì)
        1.2.2 氮摻雜石墨烯的制備方法
    1.3 三維石墨烯的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 三維石墨烯的性質(zhì)
        1.3.2 三維石墨烯的制備方法
    1.4 三維石墨烯材料的應(yīng)用
        1.4.1 超級電容器
        1.4.2 柔性電極
        1.4.3 催化劑
        1.4.4 儲氫材料
        1.4.5 環(huán)境修復(fù)
        1.4.6 傳感器
    1.5 本文工作思路、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 三維石墨烯基材料的制備與表征
    2.1 引言
    2.2 試劑與儀器
        2.2.1 實驗儀器與方法
        2.2.2 實驗試劑
        2.2.3 實驗儀器
    2.3 實驗方法
        2.3.1 氧化石墨烯(GO)的制備
        2.3.2 3D-G的制備
        2.3.3 3D-NG的制備
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 電鏡圖片表征
        2.4.2 Raman圖譜表征
        2.4.3 XRD物相分析
        2.4.4 3D-G的比表面積
        2.4.5 XPS圖譜的表征
    2.5 小結(jié)
第三章 基于三維石墨烯構(gòu)建傳感器同時檢測抗壞血酸、多巴胺、尿酸和對乙酰氨基酚
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗儀器與方法
        3.2.2 實驗試劑
        3.2.3 實驗儀器
    3.3 實驗方法
        3.3.1 3D-G的制備
        3.3.2 三維石墨烯傳感器的構(gòu)建
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 修飾電極的電化學(xué)特征
        3.4.2 實驗條件的優(yōu)化
        3.4.3 AA、DA、UA和AP在修飾電極上的電化學(xué)行為
        3.4.4 單獨和同時檢測AA、DA、UA和AP
        3.4.5 傳感器的重現(xiàn)性與穩(wěn)定性
        3.4.6 傳感器的選擇性
        3.4.7 傳感器的實用性
    3.5 小結(jié)
第四章 基于氮摻雜三維石墨烯構(gòu)建傳感器同時檢測抗壞血酸、多巴胺、尿酸和對乙酰氨基酚
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗儀器與方法
        4.2.2 實驗試劑
        4.2.3 實驗儀器
    4.3 實驗方法
        4.3.1 3D-NG的合成
        4.3.2 氮摻雜三維石墨烯傳感器的構(gòu)建
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 修飾電極的電化學(xué)特征
        4.4.2 電解液pH和電極材料濃度的影響
        4.4.3 AA、DA、UA和AP電化學(xué)測試
        4.4.4 單獨和同時檢測AA、DA、UA和AP
        4.4.5 傳感器的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性
        4.4.6 傳感器的選擇性
        4.4.7 傳感器的實用性
    4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學(xué)位碩士期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Superior de/hydrogenation performances of MgH2 catalyzed by 3D flower-like TiO2@C nanostructures[J]. Meng Zhang,Xuezhang Xiao,Bosang Luo,Meijia Liu,Man Chen,Lixin Chen.  Journal of Energy Chemistry. 2020(07)
[2]Characterization on the Exfoliation Degree of Graphite Oxide into Graphene Oxide by UV-visible Spectroscopy[J]. 艾凡榮,ZHONG Yu,HU Xiaowu,YAN Xiluan.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2016(03)
[3]化學(xué)氣相沉積工藝在石墨烯表面生長碳納米管（英文）[J]. 趙建國,邢寶巖,楊輝,潘啟亮,李作鵬,劉占軍.  新型炭材料. 2016(01)

博士論文
[1]碳化硅薄膜的外延生長、結(jié)構(gòu)表征及石墨烯的制備[D]. 劉忠良.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3677165