本文關(guān)鍵詞：層狀二硫化鉬—石墨烯電極材料的制備及電化學(xué)性能研究

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【摘要】：構(gòu)造新型的第三代電化學(xué)生物傳感器,需要利用合適的方法把新材料制備成新型的電化學(xué)生物傳感界面,保持氧化還原蛋白質(zhì)的較高活性,研究其在該傳感界面上的電化學(xué)性質(zhì)。層狀的納米材料擁有開放的結(jié)構(gòu)、規(guī)整的結(jié)構(gòu),為氧化還原蛋白質(zhì)的固定化提供了新的思路�；诖�,本論文將肌紅蛋白(Mb)包埋于層狀的二硫化鉬-石墨烯(MoS_2-graphene)復(fù)合材料及Nafion中,制備出一種靈敏的電化學(xué)生物傳感器。本文的主要內(nèi)容如下:先在玻碳電極上修飾MoS_2-graphene的混合物,然后分別在混合溶液表面涂布Mb和一層Nafion保護(hù)膜,形成穩(wěn)定的復(fù)合膜修飾電極。采用掃描電子顯微鏡,傅里葉變換紅外光譜,紫外-可見吸收光譜及各種電化學(xué)方法對(duì)制得的層狀薄膜進(jìn)行表征。紫外-可見吸收光譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明:Mb在層狀MoS_2-graphene/Nafion膜中保持了其原有的結(jié)構(gòu)。在pH=7.0的緩沖溶液中,層狀MoS_2-graphene/Nafion膜修飾電極在-0.38 V處出現(xiàn)了一對(duì)峰形良好且接近可逆的氧化還原峰。通過對(duì)方波伏安法所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合得出其電子傳遞速率常數(shù)(ks)為60.0 s~(-1),這可能是由于MoS_2與graphene的協(xié)同作用能夠很好地實(shí)現(xiàn)Mb的直接電化學(xué)。Mb中FeIII/FeII的式電勢(shì)E0',在pH 4.0到11.0的范圍內(nèi),與緩沖溶液的pH線性相關(guān),且直線的斜率為-50.0 mV pH~(-1),證明此氧化還原過程屬于單電子單質(zhì)子傳遞過程。此外,該傳感器對(duì)過氧化氫(H_2O_2)、氧氣(O_2)、亞硝酸鈉(NaNO_2)和三氯乙酸(TCA)等物質(zhì)均表現(xiàn)出良好的催化性能。結(jié)果表明此方法構(gòu)筑的電化學(xué)傳感器具有靈敏度高、選擇性好、生物催化性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),這為層狀MoS_2-graphene在傳感器和其他電化學(xué)裝置中的應(yīng)用提供了新的契機(jī)。
【關(guān)鍵詞】：二硫化鉬 石墨烯 肌紅蛋白 電化學(xué)生物傳感器
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212.3
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 文獻(xiàn)綜述6-21
• 1.1 電化學(xué)生物傳感器6-8
• 1.1.1 電化學(xué)生物傳感器的概念6-7
• 1.1.2 電化學(xué)生物傳感器的研究歷程7
• 1.1.3 電化學(xué)生物傳感器的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)7-8
• 1.2 氧化還原蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)8-11
• 1.2.1 氧化還原蛋白質(zhì)的概述8-9
• 1.2.2 實(shí)現(xiàn)氧化還原蛋白質(zhì)直接電化學(xué)的方法9-10
• 1.2.3 固定氧化還原蛋白質(zhì)的方法10-11
• 1.3 二硫化鉬簡介11-15
• 1.3.1 二硫化鉬的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)11-12
• 1.3.2 二硫化鉬的制備方法12-14
• 1.3.3 二硫化鉬在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用14-15
• 1.4 石墨烯簡介15-19
• 1.4.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)15-16
• 1.4.2 石墨烯復(fù)合材料的研究16-18
• 1.4.3 二硫化鉬-石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用18-19
• 1.5 本論文的選題思路及主要工作19-21
• 第二章 試劑、儀器及測(cè)試方法21-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器22
• 2.3 測(cè)試方法22-30
• 2.3.1 電化學(xué)測(cè)試22-28
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）28
• 2.3.3 紫外-可見吸收光譜（UV-vis）28-29
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）29-30
• 第三章 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion膜修飾電極的構(gòu)建及性能探究30-50
• 3.1 引言30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-32
• 3.2.1 化學(xué)修飾電極的制備31-32
• 3.2.2 電化學(xué)測(cè)試32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論32-50
• 3.3.1 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion膜的SEM分析32-33
• 3.3.2 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion復(fù)合膜的FT-IR表征33-34
• 3.3.3 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion復(fù)合膜的UV-vis表征34-35
• 3.3.4 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion復(fù)合膜修飾電極的電化學(xué)阻抗譜圖（EIS）35-36
• 3.3.5 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion復(fù)合膜修飾電極的電化學(xué)性能36-39
• 3.3.6 溶液pH值對(duì)層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion膜修飾電極的影響39-41
• 3.3.7 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion膜修飾電極的方波伏安曲線41-42
• 3.3.8 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion膜修飾電極的電催化性能研究42-48
• 3.3.9 層狀Mb/MoS_2-graphene/Nafion膜修飾電極的穩(wěn)定性，重現(xiàn)性及抗干擾能力48-50
• 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-60
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果60-61
• 致謝61-62

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