基于功能化石墨烯电化学传感器的构筑及对黄酮的分析应用

发布时间：2018-06-06 07:04

  本文选题：功能化石墨烯 + PDDA　； 参考：《郑州大学》2015年硕士论文

【摘要】：石墨烯,由单层碳原子通过sp2杂化紧密堆积而成的平面二维纳米材料,具有大的比表面积,超快的电子传递速率及良好的生物相容性,是理想的电化学传感材料。然而,由于石墨烯片层之间存在范德华作用力及强烈的π-π堆积作用,使石墨烯难分散、易团聚,这大大限制了石墨烯在电化学传感器中的实际应用。通过石墨烯表面的功能化,可以有效提高其在水和其他溶剂中的溶解度和分散性,而且还可以利用功能化分子特殊的性质实现石墨烯与其它纳米材料的复合和连接,从而赋予其更为优异的电催化活性。本论文利用高分子聚合物对石墨烯进行表面功能化,并利用高分子化合物表面特殊的电性特征,将石墨烯与金属纳米材料复合起来,获得高负载的石墨烯金属纳米材料复合物。通过纳米复合材料的协同催化效应,构建了性能优异的电化学传感器,通过在黄酮类化合物检测中的应用,探讨了所构筑传感器的性能和电催化机理,所获结果对于高性能电化学传感器的构筑及黄酮类化合物的高灵敏高选择检测提供了方法学的参考和依据。具体研究内容如下:1.基于PDDA-Gr纳米复合材料电化学传感器的构筑及对芦丁的检测在还原氧化石墨烯(GO)的过程中加入阳离子聚电解质-聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA),制得了分散性好的PDDA功能化石墨烯纳米复合材料(PDDA-Gr)。通过透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对复合材料进行表征。利用滴涂法制备基于PDDA-Gr的电化学传感器(PDDA-Gr/GCE)。采用循环伏安法(CV)研究了芦丁在PDDA-Gr/GCE上的电化学行为;探讨了芦丁在电极表面氧化还原的电催化机理;计算了修饰电极的表面积、芦丁在电极表面的饱和吸附量和电极反应的动力学参数。结果表明,PDDA-Gr大的比表面积、快的电子转移速率及对芦丁强的富集作用是该电化学传感器对芦丁优异电催化作用的主要原因。在优化的实验条件下,采用差示脉冲伏安法(DPV)建立了芦丁的检测方法。芦丁的线性范围为4.0×10-10~1.0×10-6 mol L-1,检测限为4.0×10-11 mol L-1。该方法成功用于血样中芦丁的检测,回收率为95.0%-98.5%。2.基于Ag NPs-PSS-Gr纳米复合材料电化学传感器的构筑及对芦丁和槲皮素的同时检测在还原氧化石墨烯(GO)的过程中,加入电负性高聚物聚苯乙烯磺酸钠(PSS),制备PSS功能化石墨烯(PSS-Gr)。利用PSS-Gr和Ag+之间的静电作用,合成了石墨烯与纳米银的复合材料(Ag NPs-PSS-Gr)。利用红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对复合材料进行表征。通过滴涂法制备基于Ag NPs-PSS-Gr的电化学传感器。该传感器对芦丁和槲皮素具有优异的电催化性能和较高的选择性,二者在该电极上的氧化峰电位差可达130 m V,从而可以实现二者的同时测定。在优化的实验条件下,采用DPV建立了芦丁和槲皮素同时检测的方法,芦丁的线性范围为1.0×10-9~1.0×10-7 mol L-1,检测限为2.0×10-10 mol L-1;槲皮素的线性范围为1.0×10-8~1.0×10-6 mol L-1,检测限为2.0×10-9 mol L-1。该传感器成功应用于人体血浆样品中芦丁和槲皮素的同时检测,回收率分别为81.2%-90.0%和87.5%-90.0%。3.基于Cd Te-PDDA-Gr纳米复合材料电化学传感器的构筑及对葛根素的检测在还原氧化石墨烯(GO)的过程中,加入PDDA和碲化镉量子点(Cd Te QDs),利用带正电的PDDA与荷负电的Cd Te QDs量子点间的静电自组装作用,制得Cd Te量子点修饰的PDDA功能化石墨烯纳米复合材料(Cd Te-PDDA-Gr)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射光谱(XRD)和透射电镜(TEM)对复合材料进行表征。通过滴涂法制备基于Cd Te-PDDA-Gr的电化学传感器(Cd Te-PDDA-Gr/GCE)。采用循环伏安法(CV)研究了葛根素在Cd Te-PDDA-Gr/GCE上的电化学行为;探讨了葛根素在电极表面氧化还原的电催化机理;计算了修饰电极的表面积和葛根素在电极表面的饱和吸附量。结果表明,Cd Te-PDDA-Gr大的比表面积、超快的电子转移速率及对葛根素的富集作用是该电化学传感器对葛根素具有优异电催化作用的主要原因。在优化的实验条件下,采用差示脉冲伏安法(DPV)建立了葛根素的检测方法,葛根素的线性范围为1.0×10-9~1.0×10-6 mol L-1,检测限为6.0×10-10 mol L-1,此灵敏度堪比高效的液质联用色谱(LC-MS)。该方法成功用于葛根素注射剂和人体血样中葛根素的快速、灵敏检测,方法的回收率分别为94.0%-104.3%和95.0%-98.2%。
[Abstract]:The electrochemical sensor ( PDDA - Gr ) based on PDDA - Gr ( PDDA - Gr / GCE ) has been prepared by the method of cyclic voltammetry ( TEM ) , X - ray diffraction ( XRD ) , infrared spectroscopy ( FT - IR ) and ultraviolet - visible spectrum ( UV - Vis ) . An electrochemical sensor based on Ag - doped PSS - Gr was prepared by means of FT - IR , UV - Vis , X - ray diffraction ( XRD ) and transmission electron microscope ( TEM ) . The linear range of rutin and quercetin was 1.0 脳 10 - 9 锝，

本文编号：1985690