当前位置:主页 > 科技论文 > 材料论文 >

基于纳米复合材料修饰电极的过氧化氢传感器的研究

发布时间:2018-02-03 02:29

  本文关键词: 纳米复合材料 氧化石墨烯 电化学传感器 过氧化氢 出处:《青岛科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:过氧化氢(H202)作为一种简单、常见的小分子化合物,在生物系统和实际应用中均有重要意义,开发简便、有效的H202电化学传感器吸引了越来越多研究人员的关注。本文采用新型纳米复合材料构建无酶型过氧化氢电化学传感器,可实现对H202含量的有效测定。主要工作如下:1.采用Fe304磁性纳米粒子(MNPs),氧化石墨烯(GO)和第四代聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM-G4)构建电化学传感器检测过氧化氢。先合成Fe3O4-GONPs,再与PAMAM结合,将此复合材料修饰在金电极表面作为工作电极。由于Fe3O4MNPs具有模拟酶性质,并且有很好的生物相容性,而GO拥有多个含氧官能团,能与Fe3O4MNPs耦合成石墨烯薄片,显示出优异的综合性能。PAMAM表面活性基团密度高,结构均匀,可以与其他材料通过静电作用自行组装成膜。结合了三者优异的性能,通过电流-时间曲线法实现对H202的检测。在最优实验条件下,所制备的传感器对H202浓度的响应线性范围为2.0×105~1.0×10-3mol·L-1(相关系数为0.9950,n=10),检出限为2.0 x 10-6mol.L-1(3σ),同时对实际样品进行了加标回收实验,回收率为96.9%~108.1%。该修饰电极具有优异的电化学性能,重现性好,稳定期长,制备简便,可以很好的应用于过氧化氢的检测。2.采用循环伏安法,将聚噻吩-氧化石墨烯复合物膜和普鲁士蓝(PB)膜层层聚合在玻碳电极表面,制备H202的电化学传感器。由于PB膜良好的电催化性能及类似于人工过氧化物酶的性质,已经被广泛应用于生物传感器领域。而聚噻吩-氧化石墨烯膜有良好的电化学稳定性,两者协同作用,为H2O2的检测提供了可能。利用电流-时间曲线法检测H202,在最优实验条件下,线性范围为1.0×10-6~1.0×10-4mol·L-1,相关系数为0.9965,检出限是3.2×1()-7mol·L-1(36)。实验表明,通过电化学聚合制备的导电聚合物膜稳定性好,所制备的传感器易于保存,稳定性好,对于H202的检测具有潜在的应用价值。3.以氧化石墨烯和尿素为原料,按照一定比例通过水热反应合成氮掺杂的氧化石墨烯材料。将氮掺杂氧化石墨烯与金纳米粒子层层自组装于玻碳电极表面,实现对H202的检测。由于尿素的加入,使得GO中大量含氧基团脱去,使其具有丰富的网络多孔结构,大大增强了材料的电容性能。同时金纳米粒子具有良好的电催化和电化学特征,结合二者的优良电学性能,在最佳条件下,通过差分脉冲伏安法(DPV)对H202进行了检测。在浓度为1.0 x 10-7mo1.L-1到1.0×10-5 mol·L-1的范围内,H202的浓度与电流响应成良好的线性关系,其检出限是4.9 × 10-8mol·L-1。此传感器操作简便,重现性好,表明氮掺杂氧化石墨烯在电化学传感器领域有良好的应用前景。
[Abstract]:As a simple and common small molecule compound, H _ 2O _ 2 (H _ 2O _ 2) has important significance in biological system and practical application, and its development is simple and convenient. The effective electrochemical sensor of H202 has attracted more and more attention of researchers. In this paper, a new type of hydrogen peroxide electrochemical sensor without enzyme was constructed by using new nanocomposites. The content of H202 can be effectively determined. The main work is as follows: 1. Adopt Fe304 magnetic nanoparticles (MNPs). The electrochemical sensor was constructed to detect hydrogen peroxide with 4th generation polyamide-amine dendritic polymer (PAMAM-G4). First, Fe3O4-GONPs was synthesized. Combined with PAMAM, the composite was modified on the surface of gold electrode as a working electrode. Because Fe3O4MNPs has mimic enzyme properties and has good biocompatibility. Go has many oxygen-containing functional groups, which can be coupled with Fe3O4MNPs to form graphene sheet, showing excellent comprehensive properties. The surface active group density of PamAm is high and the structure is uniform. The film can be self-assembled by electrostatic interaction with other materials. Combined with the excellent properties of the three materials, the detection of H202 can be realized by current-time curve method. Under the optimal experimental conditions. The linear range of the sensor to the concentration of H202 is 2.0 脳 10 ~ (-5) 渭 mol 路L ~ (-1) (correlation coefficient is 0.9950). The detection limit is 2.0 x 10-6 mol 路L ~ (-1) 3 蟽 ~ (-1). The recovery of the modified electrode is 96. 9 and 108.1. The modified electrode has excellent electrochemical performance, good reproducibility, long stable period and simple preparation. It can be well used in the detection of hydrogen peroxide .2.The polythiophene oxide graphene oxide composite membrane and Prussian blue PB) film were polymerized on the surface of glassy carbon electrode by cyclic voltammetry. The electrochemical sensor of H202 was prepared. Due to the excellent electrocatalytic performance of PB membrane and the properties similar to artificial peroxidase. It has been widely used in biosensors, and the polythiophene oxide graphene film has good electrochemical stability. The method of current-time curve was used to detect H202.The linear range of H _ 2O _ 2 was 1.0 脳 10 ~ (-6) 渭 mol 路L ~ (-1) under the optimum experimental conditions, and the linear range was 1.0 脳 10 ~ (-4) mol 路L ~ (-1). The correlation coefficient was 0.9965, and the detection limit was 3.2 脳 1mol 路L-1. The results showed that the conductive polymer film prepared by electrochemical polymerization had good stability. The sensor is easy to preserve and has good stability. It has potential application value for the detection of H202. It uses graphene oxide and urea as raw materials. The nitrogen-doped graphene oxide materials were synthesized by hydrothermal reaction in a certain proportion. The nitrogen-doped graphene oxide and gold nanoparticles were self-assembled on the surface of glassy carbon electrode. Because of the addition of urea, a large number of oxygen-containing groups were removed from go, which made it have abundant network porous structure. At the same time, gold nanoparticles have good electrocatalytic and electrochemical characteristics, combined with their excellent electrical properties, under the best conditions. H202 was determined by differential pulse voltammetry in the range of 1.0 x 10-7 mol 路L -1 to 1.0 脳 10 ~ (-5) mol 路L ~ (-1). The detection limit of H202 is 4.9 脳 10 ~ (-8) mol 路L ~ (-1). The sensor is easy to operate and has good reproducibility. It shows that nitrogen doped graphene oxide has a good application prospect in the field of electrochemical sensors.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB33;TP212

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐伟家;导电纳米复合材料[J];合成材料老化与应用;2001年02期

2 李兴田;聚酰胺6纳米复合材料的新进展[J];化学工业与工程技术;2001年02期

3 李淑玉;导电纳米复合材料[J];建材工业信息;2001年10期

4 ;可溶性纳米复合材料[J];技术与市场;2001年04期

5 钱红梅,郝成伟;粘土/有机纳米复合材料的研究进展[J];皖西学院学报;2002年02期

6 王珂,朱湛,郭炳南;聚对苯二甲酸乙二醇酯/蛭石纳米复合材料的制备[J];应用化学;2003年07期

7 钟厉,韩西;纳米复合材料的研究应用[J];重庆交通学院学报;2003年03期

8 金延;纳米复合材料及应用[J];金属功能材料;2004年06期

9 ;美国纳米复合材料需求将增长[J];橡塑技术与装备;2008年03期

10 赵中坚;王强华;;汽车中的纳米复合材料:研究活动及商业现状[J];玻璃钢;2008年01期

相关会议论文 前10条

1 肖红梅;杨洋;李元庆;郑斌;付绍云;;功能纳米复合材料研究进展[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年

2 葛岭梅;周安宁;李天良;曲建林;;矿物纳米复合材料的研究进展[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年

3 马永梅;;塑料/膨润土纳米复合材料市场应用[A];2003年中国纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2003年

4 陈洁;徐晓楠;杨玲;;纳米复合材料的阻燃研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年

5 赵海波;徐波;王俊胜;王玉忠;;主链含磷阻燃共聚酯/硫酸钡纳米复合材料的研究[A];2009年中国阻燃学术年会论文集[C];2009年

6 张忠;;多级次多尺度纳米复合材料力学性能研究[A];2010年第四届微纳米海峡两岸科技暨纳微米系统与加工制备中的力学问题研讨会摘要集[C];2010年

7 卢小泉;;基于纳米复合材料的电化学生物传感器[A];第六届海峡两岸分析化学会议摘要论文集[C];2010年

8 周安宁;杨伏生;曲建林;李天良;葛岭梅;;矿物纳米复合材料研究进展[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年

9 上官文峰;;纳米复合材料的构筑及其光催化性能[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年

10 林鸿福;;加速聚合物/粘土纳米复合材料的产业化进程[A];浙江省科协学术研究报告——浙江优势非金属矿产资源的开发利用研究论文集[C];2004年

相关重要报纸文章 前10条

1 宋玉春;纳米复合材料能否风行?[N];中国石化报;2005年

2 李闻芝;纳米复合材料产业化研讨会将开[N];中国化工报;2004年

3 李伟;汽车用上纳米复合材料部件[N];中国化工报;2004年

4 渤海投资 周延;武汉塑料 突破60日均线压制[N];证券时报;2004年

5 唐伟家 吴汾 李茂彦;尼龙纳米复合材料的开发和市场[N];中国包装报;2008年

6 华凌;纳米复合材料提升自充电池性能[N];中国化工报;2014年

7 塑化;聚合物系纳米复合材料发展前景广阔[N];国际商报;2003年

8 唐伟家 吴汾 李茂彦;尼龙纳米复合材料的开发和包装应用[N];中国包装报;2008年

9 本报记者 王海霞;纳米复合材料将广泛应用到新能源领域[N];中国能源报;2009年

10 刘霞;高效存储氢的纳米复合材料研制成功[N];科技日报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 李念武;锂硫二次电池用碳基含硫正极材料的研究[D];南京航空航天大学;2013年

2 夏雷;尼龙6及其纳米复合材料的热氧稳定性研究[D];浙江大学;2013年

3 杜青青;高效荧光碳点合成及其功能复合材料研究[D];山东大学;2015年

4 刘江涛;四种纳米复合材料的制备及其电化学和电化学传感研究[D];西北大学;2015年

5 李苏原;SnO_2/C纳米复合材料的制备及其储锂性能研究[D];兰州大学;2015年

6 杨慧;基于溶剂浇铸法和沉积法改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)[D];上海大学;2014年

7 郭改萍;环境友好大豆蛋白质材料改性研究[D];北京化工大学;2015年

8 孙逊;新型介孔无机物/聚苯胺纳米复合材料的制备及其性能研究[D];兰州大学;2012年

9 杨丹丹;聚合物/α-磷酸锆纳米复合材料的制备及阻燃与炭化机理研究[D];中国科学技术大学;2008年

10 孙斓珲;聚合物基纳米复合材料及织物增强纳米复合材料的制备及性能研究[D];复旦大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 易华玉;纳米复合材料和酶放大构建凝血酶电化学适体传感器的研究[D];西南大学;2015年

2 于丹;BaTiO_3基介电陶瓷和纳米复合材料的制备及性能研究[D];浙江大学;2015年

3 王超;PVC纳米复合材料的制备及其性能研究[D];河北大学;2015年

4 谭丽莎;功能化磁性纳米复合材料的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的选择性去除研究[D];浙江大学;2015年

5 杜青;锆基纳米复合材料深度净化水体中的微量重金属[D];燕山大学;2015年

6 王正奇;硫化锌纳米复合材料的制备、表征及性质研究[D];陕西科技大学;2015年

7 明洪涛;TiO_2/Au核壳纳米复合材料的制备及其光学性质研究[D];东北师范大学;2015年

8 赵元旭;多壁碳纳米管/聚碳酸酯复合材料的制备与性能研究[D];郑州大学;2015年

9 孙艺铭;金/碳纳米复合材料生物传感器检测多药耐药基因MDR1及其表达蛋白ABCB1的实验研究[D];福建医科大学;2015年

10 陈亚;基于碳纳米复合材料及β-环糊精对手性小分子识别研究[D];西南大学;2015年



本文编号:1486151

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1486151.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户97bda***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com