發(fā)布時間：2018-06-02 05:23

  本文選題：二硫化鉬納米片 + 石墨烯功能化��； 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：二維片層材料,特別是二維二硫化鉬和石墨烯材料,近年來受到廣泛關注。二維二硫化鉬材料因具有大的比表面積、可調(diào)的帶隙、獨特的物理和化學性質(zhì)而備受青睞,在光電領域應用得到越來越多的關注。而純石墨烯缺陷少、成本高、零帶隙等特點,使其在實際應用過程中受到諸多限制。因此,通過摻雜、負載等手段,改善石墨烯的性能并擴展其應用范圍,已成為當前研究者亟待解決的重要問題。本文的第一部分通過模板導向的高溫裂解法制備了具有窄帶隙、高光電活性的超薄二硫化鉬(Mo S_2)納米片層材料,并以二維Mo S_2納米片為光電活性材料,制備了高可見光敏感的光電化學葡萄糖傳感器。首先,通過系列物理化學手段,對二維材料的微觀結構和形貌進行了詳細的表征和研究,結果表明,Mo S_2超薄納米片呈三維網(wǎng)狀結構,具有大的比表面積。其次,以葡萄糖氧化酶為例,基于三維網(wǎng)狀結構對酶的優(yōu)良吸附性能,構建了新型高可見光敏感的光電化學葡萄糖傳感器。上述三維孔狀結構設計不僅有效提高了傳感器的光電化學催化活性,而且利于縮短光電極表面與酶活性中心之間的電子傳輸距離,在實現(xiàn)對葡萄糖進行快速、超靈敏檢測的同時,也顯著提高了對目標物質(zhì)檢測的選擇性。本文所構筑的基于二維Mo S_2光電活性材料的新型光電化學生物傳感器,為二維片層材料在光電化學檢測領域的可能應用提供了支持。本文的第二部分采用原位熱解法,獲得了三維多孔氮摻雜石墨烯(NGr)負載的超小碳化鐵(Fe_3C)納米粒子,系統(tǒng)研究其過氧化物模擬酶性能。研究發(fā)現(xiàn),在H2O2存在下,所制備的Fe_3C/NGr能夠催化氧化3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺(TMB),而使溶液呈現(xiàn)藍色,這種變色變化證明了Fe_3C/NGr具有本征過氧化物酶活性。基于Fe_3C/NGr和TMB的顯色反應,本文系統(tǒng)研究了通過目視比色法進行葡萄糖檢測的可行性。其檢測原理如下:首先,葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖生成葡萄糖酸和H2O2;其次,通過測量Fe_3C/NGr催化TMB和H2O2反應體系的吸光度值(溶液顏色與反應生成的H2O2濃度呈正比),實現(xiàn)了對葡萄糖的目視比色測定。目視覺比色法具有快速檢測、成本低廉、過程簡單、易于操作和普適性等優(yōu)點,有利于規(guī)模化生成和推廣使用。
[Abstract]:Two-dimensional lamellar materials, especially two-dimensional molybdenum disulfide and graphene materials, have attracted wide attention in recent years. Due to its large specific surface area, adjustable band gap and unique physical and chemical properties, two-dimensional molybdenum disulfide has attracted more and more attention in the field of photoelectricity. However, the defects of pure graphene are low, the cost is high and the band gap is zero, so it is limited in practical application. Therefore, improving the properties of graphene and extending its application range by doping and loading has become an important problem to be solved. In the first part of this paper, ultrathin molybdenum disulfide (MoS _ 2) nanolamellae with narrow band gap and high photoactivity was prepared by template-oriented high-temperature pyrolysis method, and two dimensional molybdenum disulfide (MoS) _ 2 nanocrystals were used as photoactive materials. A photoelectrochemical glucose sensor with high visible light sensitivity was prepared. Firstly, the microstructure and morphology of the two-dimensional materials were characterized and studied by a series of physical and chemical methods. The results show that the ultrathin MOS _ 2 nanostructures have a three-dimensional reticular structure and a large specific surface area. Secondly, taking glucose oxidase as an example, a novel photochemical glucose sensor with high visible light sensitivity was constructed based on the excellent adsorption performance of the three-dimensional reticular structure on the enzyme. The above three-dimensional pore structure design not only improves the photochemical catalytic activity of the sensor, but also shortens the electron transport distance between the photoelectrode surface and the enzyme active center. In addition to hypersensitive detection, the selectivity of target substance detection is improved significantly. In this paper, a novel photochemical biosensor based on 2-D MoS _ 2 photoactive material is constructed, which provides support for the possible application of two-dimensional lamellar material in photochemical detection. In the second part of this paper, in situ pyrolysis method was used to obtain ultrasmall Fe _ 3C _ 3C _ 3 nanoparticles loaded with three dimensional porous nitrogen-doped graphene (NGR), and their peroxide-mimic enzyme properties were systematically studied. It was found that in the presence of H2O2, the prepared Fe_3C/NGr could catalyze the oxidation of TMBs in the presence of 3H 3N, 5N, 5N and tetramethyl benzidine, and make the solution blue. This discoloration indicates that the Fe_3C/NGr has intrinsic peroxidase activity. Based on the color reaction of Fe_3C/NGr and TMB, the feasibility of glucose detection by visual colorimetry was studied systematically. The detection principle is as follows: firstly, glucose oxidase catalyzes the oxidation of glucose to form gluconic acid and H _ 2O _ 2; secondly, The visual colorimetric determination of glucose was achieved by measuring the absorbance of TMB and H2O2 catalyzed by Fe_3C/NGr (the color of solution was proportional to the concentration of H2O2 produced by the reaction). Eye vision colorimetry has the advantages of rapid detection, low cost, simple process, easy operation and universality.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB34;TP212.3

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本文編號：1967575