石墨烯复合材料修饰电极对食品添加剂的测定研究

发布时间：2017-10-19 17:46

  本文关键词：石墨烯复合材料修饰电极对食品添加剂的测定研究

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【摘要】：本论文以石墨烯为基体,利用功能化的新型材料修饰石墨烯,使复合材料结合石墨烯与其他材料的优点,制备新型复合材料修饰电极,并用于食品添加剂的检测中。本论文的研究内容分为以下几部分：(1)利用修正的Hummers法制得氧化石墨烯,将FeCl2和FeCl3复合制得的Fe304沉积到氧化石墨烯表面,将其与p-环糊精复合后,通过硅烷化修饰上巯基,通过S-Au键将金纳米粒子自组装到复合物表面,制得了石墨烯-纳米金复合材料,并与分子印迹技术相结合制得了柯衣定分子印迹聚合物。利用FTIR、SEM、TEM和XRD等手段对复合材料进行表征。通过滴涂的手段将复合材料修饰到电极表面,制备得到基于氧化石墨烯的柯衣定分子印迹电化学传感器。并对该传感器进行滴涂量,pH和聚集时间等一系列条件优化以及循环伏安、交流阻抗电化学表征。线性回归方程为I(μA)=9.51 X 10-6+1.14c(mol/L),R2=0.9960,检出限为1.68×10-8mol/L。可用于样品中柯衣定灵敏、特异性的测定。(2)通过π-π共轭将石墨烯与羧基化多壁碳纳米管复合到一起,构建3D网状立体结构。再通过静电作用将离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑氢溴酸盐)修饰到立体结构表面,增加其吸附量和导电性。为了进一步提高传感器的灵敏度,将纳米金修饰到上述复合材料表面。通过红外光谱、扫描电镜以及透射电镜等手段进行材料表征。然后将复合材料修饰到电极表面,再采用电聚合技术制备分子印迹膜,用极性方式将模板分子洗脱掉,制备出香兰素分子印迹电化学传感器。然后对分子印迹传感器的条件进行优化;利用差分脉冲法进行检测,循环伏安、交流阻抗法等进行了电化学性能表征。香兰素分子印迹传感器的线性回归方程I(μA)=6.15×10-7+0.73 c(10-6 mol/L),相关系数为0.9991,检出限为6.23×10-9 mol/L。香兰素印迹传感器对香兰素有较好的选择性,成功地实现了对样品中香兰素的实时、灵敏检测。(3)通过水热法制备了花状二氧化锰,可对L-半胱氨酸有特异性催化作用；将羧基化碳纳米管复合到片层状氧化石墨烯上,然后通过硅烷化在石墨烯的表面修饰上巯基,再将纳米金粒子自组装到石墨烯表面,制备得到具有高导电性的复合材料并对复合材料进行表征,再经滴涂法修饰电极制备电化学传感器。对实验条件进行优化,利用循环伏安法、交流阻抗等电化学方法对此电化学传感器进行了电化学性能表征,后用此电化学传感器测定L-半胱氨酸,得线性回归方程为I(10-5 A)=4.77×10-6+0.21c (mol/L), R2=0.9996,线性范围为1.0×10-8～7.0×10-6 mol/L,检出限为3.40×10"9 mol/L。成功地实现了对样品中L-半胱氨酸特异、灵敏的检测。(4)通过高温酸碱腐蚀致孔制成多孔石墨烯；将p-环糊精通过硅烷化修饰上巯基并通过自组装形成S-Au键修饰上纳米金得到p-环糊精纳米金复合材料,然后将多孔石墨烯与p-环糊精纳米金复合材料复合得到最终产物。通过SEM、EDS、FT-IR等手段对制备得到的产物进行了表征,结果表明成功制备了纳米金复合材料。然后在电极上修饰纳米金复合材料并进行条件实验优化。利用循环伏安扫描、交流阻抗等电化学方法对电化学传感器进行了电化学性能表征；电化学传感器用于测定姜黄素得线性回归方程为I(10-7 A)= 3.06×10-7+0.49 c (10-6 mol/L), R2=0.9922,线性范围1.0×10-8～1.0×10-5 mol/L,检出限为3.33×10-9 mol/L。可以对样品中姜黄素进行测定。
【关键词】：氧化石墨烯 纳米金 离子液体 β-环糊精 电化学传感器
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1;TS207.3
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 食品添加剂13-15
• 1.1.1 食品添加剂过量添加的危害13-14
• 1.1.2 食品添加剂检测的研究现状14-15
• 1.2 石墨烯复合材料15-18
• 1.2.1 石墨烯15-16
• 1.2.2 石墨烯复合材料在电分析中的应用16-18
• 1.3 电化学传感器的制备及应用18-19
• 1.4 本论文研究思路19-21
• 第二章 基于石墨烯-金纳米复合材料的印迹电化学传感器对柯衣定的测定21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 实验部分21-23
• 2.2.1 仪器与试剂21-22
• 2.2.2 石墨烯-金纳米复合材料的制备22
• 2.2.3 印迹电化学传感器和非印迹电化学传感器的制备22-23
• 2.2.4 检测方法23
• 2.3 结果与讨论23-33
• 2.3.1 纳米金的最佳制备条件的探索和表征23-25
• 2.3.2 石墨烯.金纳米复合材料的表征25-26
• 2.3.3 电极修饰过程的交流阻抗和循环伏安表征26-27
• 2.3.4 印迹传感器的实验条件优化27-30
• 2.3.5 印迹传感器的扫速探究30
• 2.3.6 印迹传感器的特异性研究30-31
• 2.3.7 印迹传感器的稳定性、精密度研究31
• 2.3.8 工作曲线的绘制31-33
• 2.3.9 样品检测33
• 2.4 小结33-35
• 第三章 基于氧化石墨烯/离子液体功能化复合材料的印迹传感器对香兰素的测定35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 实验部分35-37
• 3.2.1 试剂与仪器35-36
• 3.2.2 复合材料的制备36
• 3.2.3 印迹传感器和非印迹传感器的构建36-37
• 3.2.4 检测方法37
• 3.3 结果与讨论37-46
• 3.3.1 复合材料的形貌表征37-38
• 3.3.2 复合材料的红外表征38-39
• 3.3.3 印迹传感器的交流阻抗表征39-40
• 3.3.4 不同电极修饰材料的电化学性能测定40
• 3.3.5 印迹传感器的最佳实验条件测定40-43
• 3.3.6 印迹传感器的工作曲线和检出限43-44
• 3.3.7 印迹传感器的特异性研究44-45
• 3.3.8 印迹传感器的重现性、稳定性研究45-46
• 3.3.9 印迹传感器在实际样品中的分析检测46
• 3.4 小结46-47
• 第四章 基于功能化氧化石墨烯/二氧化锰对L-半胱氨酸的选择性测定47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 实验部分47-49
• 4.2.1 仪器与试剂47-48
• 4.2.2 复合材料的制备48
• 4.2.3 检测方法48-49
• 4.2.4 样品预处理49
• 4.3 结果与分析49-57
• 4.3.1 复合材料的电镜表征49-50
• 4.3.2 复合材料的XRD表征50-51
• 4.3.3 传感器电化学表征51-52
• 4.3.4 电极的特征探究52
• 4.3.5 实验原理设想52
• 4.3.6 最佳实验条件探索52-55
• 4.3.7 工作曲线的绘制55-56
• 4.3.8 传感器的选择性和稳定性的研究56-57
• 4.3.9 实际样品测定57
• 4.4 小结57-59
• 第五章 基于功能化石墨烯-巯基化环糊精对姜黄素的特异性检测59-71
• 5.1 引言59
• 5.2 实验部分59-62
• 5.2.1 仪器与试剂59-60
• 5.2.2 复合材料的制备60-61
• 5.2.3 修饰电极的制备61
• 5.2.4 检测方法61-62
• 5.2.5 实际样品前处理62
• 5.3 实验结果与讨论62-70
• 5.3.1 复合材料的电镜表征62-63
• 5.3.2 巯基环糊精的红外表征63
• 5.3.3 传感器的循环伏安表征63-64
• 5.3.4 传感器的交流阻抗表征64-65
• 5.3.5 最佳实验条件的探索65-67
• 5.3.6 工作曲线的绘制67-68
• 5.3.7 传感器选择性的研究68-69
• 5.3.8 传感器的重现性和稳定性的研究69
• 5.3.9 实际样品的测定69-70
• 5.4 小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 参考文献73-81
• 致谢81-83
• 附录83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1062464