發(fā)布時間：2020-11-20 09:32

　　 石墨烯是目前已知最薄的二維晶體納米材料,具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能、良好的電子遷移率和極大的比表面積等優(yōu)點,已經(jīng)成為一種非常理想的基體材料,被廣泛用于制備各類功能性的納米復(fù)合材料。貴金屬納米粒子因同時協(xié)同了貴金屬和納米材料的優(yōu)點,展現(xiàn)出相當強的催化性和良好的導(dǎo)電性。將石墨烯與貴金屬納米粒子結(jié)合制備種類多樣結(jié)構(gòu)豐富的復(fù)合材料,并由此構(gòu)建電化學(xué)傳感器,能夠極大地提高傳感器的響應(yīng)信號�；谏鲜鰞�(yōu)良特性,本論文制備了三種石墨烯基貴金屬復(fù)合材料并以此構(gòu)建電化學(xué)傳感器,實現(xiàn)了對黃酮類藥物(木犀草素)、兩種抗菌劑(三氯生、三氯卡班)的靈敏檢測,并成功應(yīng)用于兩種偶氮染色劑(日落黃和酒石黃)的同時檢測。具體工作如下1.基于巰基-β-環(huán)糊精功能化的石墨烯/金納米粒子復(fù)合材料靈敏檢測木犀草素利用水熱法一步合成了金納米/巰基-β-環(huán)糊精功能化的石墨烯復(fù)合材料(AuNPs/SH-β-CD-Gr),將其修飾于玻碳電極表面構(gòu)建了簡單且靈敏的電化學(xué)傳感器(AuNPs/SH-β-CD-Gr/GCE)檢測木犀草素。與SH-β-CD-Gr/GCE和裸GCE相比,木犀草素在AuNPs/SH-β-CD-Gr/GCE上的峰電流大大增強。表明該納米復(fù)合材料不僅結(jié)合了Gr和AuNPs的優(yōu)良電性能,同時具有環(huán)糊精的超分子作用,增加了木犀草素在電極上的富集濃度。在實驗優(yōu)化條件下,AuNPs/SH-β-CD-Gr/GCE對木犀草素檢測的線性濃度為1.0×10~(-11) mol/L至1.0×10~(-5) mol/L,檢測限為3.3×10~(-12) mol/L(S/N=3),相比以往文獻構(gòu)建的木犀草素電化學(xué)檢測方法線性更寬、更為靈敏。將此方法應(yīng)用于人血清蛋白中木犀草素的檢測獲得較好的加標回收率,表明構(gòu)建的電化學(xué)傳感器準確度高,為具有類似結(jié)構(gòu)的黃酮類藥物的分析檢測開辟新的可能性。2.基于聚(二烯丙基二甲基氯化銨)功能化的石墨烯/鈀納米復(fù)合材料電化學(xué)檢測三氯生和三氯卡班為了改善石墨烯的分散性,本章利用聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(PDDA)作為穩(wěn)定劑,通過簡單的一鍋法成功合成了PDDA功能化的石墨烯/鈀納米粒子(PDDA-Gr/PdNPs)復(fù)合物。將PDDA-Gr/PdNPs修飾于玻碳電極表面構(gòu)建了電化學(xué)傳感器(PDDA-Gr/PdNPs/GCE)用于檢測抗菌劑三氯生和三氯卡班。這兩種抗菌劑在PDDA-Gr/PdNPs/GCE上的電化學(xué)響應(yīng)信號均較PDDA-Gr/GCE和GCE大大增強,表明所合成的石墨烯-鈀納米復(fù)合材料具有良好的電子轉(zhuǎn)移能力和催化活性。在最佳條件下,三氯生和三氯卡班的線性濃度范圍分別為9.0×10~(-9) mol/L~2.0×10~(-5) mol/L和1.0×10~-88 mol/L~2.0×10~(-5) mol/L,檢出限分別為3.5×10~(-9) mol/L(S/N=3)和3.0×10~-99 mol/L(S/N=3)。該方法重現(xiàn)性好,抗干擾能力強,穩(wěn)定性高,有望將來用于實際水樣中三氯生和三氯卡班等相似結(jié)構(gòu)的環(huán)境污染物檢測。3.石墨烯/金納米復(fù)合材料的制備及對日落黃和酒石黃的同時快速檢測本章通過水熱法在簡便、快速、溫和的條件下合成了PDDA-Gr/AuNPs并將其修飾于GCE表面構(gòu)建電化學(xué)傳感平臺,實現(xiàn)了對兩種偶氮染色劑日落黃和酒石黃的同時檢測。在最優(yōu)條件下,日落黃和酒石黃的線性范圍分別是6.0×10~(-9) mol/L~5.0×10~(-6) mol/L和8.0×10~(-9) mol/L~3.0×10~(-6) mol/L,檢出限分別為2.0×10~(-9) mol/L(S/N=3)和2.5×10~(-9) mol/L(S/N=3)。該方法準確度高、重現(xiàn)性好,抗干擾能力強,并且成功應(yīng)用于常見飲料中日落黃和酒石黃的同時檢測,回收率在92.6%~108.0%之間,表明實驗所創(chuàng)建的方法有望在類似結(jié)構(gòu)的偶氮染料的分析檢測中發(fā)揮重要作用。
【學(xué)位單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X85;TP212
【部分圖文】：

單層石墨烯及其派生物示意圖

圖 1.1 理想（A）和處于自由狀態(tài)的懸空石墨烯（B）原子結(jié)構(gòu)模型示意圖[13]Fig. 1.1 Modeling of ideal and crumpled graphene[13]邊形平面點陣結(jié)構(gòu)（圖 1.1 A），但實際情況下單層的石墨烯并非呈現(xiàn)完美平坦結(jié)

圖 1.3 制備石墨烯及其相關(guān)材料的方法[20]g. 1.3 Illustration of the Current Preparation Methods for Graphene and Graphene-RelMaterials[20]
【參考文獻】

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1 張旭志;谷孝磊;陳碧鵑;馬紹賽;曲克明;趙常志;;呋喃西林及其代謝物氨基脲的伏安檢測方法[J];漁業(yè)科學(xué)進展;2014年02期

2 李永璽;陳彧;莊小東;張斌;朱金輝;李佩佩;牛麗娟;;石墨烯化學(xué)及潛在應(yīng)用[J];上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2010年04期

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本文編號：2891216