石墨烯修饰电极在电化学传感器和生物传感器中的应用研究

发布时间：2017-03-24 19:10

  本文关键词：石墨烯修饰电极在电化学传感器和生物传感器中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要研究了石墨烯修饰电极的制备及其在传感器中的应用。主要包括三部分内容：基于石墨烯负载纳米钯的葡萄糖生物传感器，基于硫堇/石墨烯复合材料修饰电极的NADH生物传感器以及基于1，10-菲罗啉-5，6-二酮/石墨烯的电化学抗坏血酸传感器和NADH生物传感器。我们进行了以下的主要研究： （1）利用一步化学还原法合成了石墨烯/钯纳米复合材料，此纳米复合材料修饰电极对过氧化氢就有良好的催化性能，基于这一点，我们将葡萄糖氧化酶通过戊二醛交联的方法固定到电极表面。在0.5V的工作电位条件下，该葡萄糖传感器具有优良的电分析性能：较短的响应时间（3秒），高灵敏度（14.1A·mM-1），低检出限（0.034mM）以及良好的稳定性。 （2）利用电还原法制备的石墨烯吸附硫堇电子媒介体的方法制备硫堇/石墨烯修饰电极，我们研究了该电极的动力学并发现其对NADH的氧化具有很好的催化性能，基于这一点，我们将此修饰电极作为NADH生物传感器来测定NADH。我们发现该生物传感器对NADH的灵敏度为6.44μA·mM-1，检出限（3S/N）为0.035μM，线性范围为1mM，说明该生物传感器对NADH具有很好的电分析性能。 （3）我们还是利用化学还原法合成了石墨烯制备了石墨烯修饰电极，随后将此材料吸附1，10-菲罗啉-5，6-二酮/石墨烯，制备了1，10-菲罗啉-5，6-二酮/石墨烯/石墨烯修饰电极，，我们研究了该修饰电极的动力学，还发现该修饰电极对抗坏血酸和NADH具有很好的催化性能，基于这一点，我们将此传感器作为抗坏血酸电化学传感器和NADH生物传感器。我们发现，该传感器不论是对抗坏血酸还是NADH都具有很好电分析性能。最重要的是，其中的抗坏血酸电化学传感器对于实际样品的测定有着非常令人满意的结果。
【关键词】：传感器 石墨烯 钯纳米粒子 葡萄糖氧化酶 硫堇 1 10-菲罗啉-5 6-二酮
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O657.1;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 文献综述8-19
• 1.1 石墨烯概述8-11
• 1.1.1 石墨烯的结构和性质8
• 1.1.2 石墨烯的制备8-10
• 1.1.3 石墨烯的表征10-11
• 1.2 石墨烯的功能化11-12
• 1.2.1 共价键合功能化11
• 1.2.2 非共价键和功能化11-12
• 1.2.3 掺杂功能化12
• 1.3 石墨烯的电分析应用12-14
• 1.3.1 石墨烯电源材料12-13
• 1.3.2 石墨烯复合材料13
• 1.3.3 石墨烯晶体管13
• 1.3.4 石墨烯传感器13-14
• 1.4 展望14-15
• 1.5 本工作意义15-16
• 参考文献16-19
• 第二章 基于石墨烯负载纳米钯的葡萄糖生物传感器19-35
• 2.1 前言19-20
• 2.2 实验部分20-21
• 2.2.1 试剂20
• 2.2.2 石墨氧化物的合成20
• 2.2.3 石墨烯/钯纳米复合物的合成20-21
• 2.2.4 石墨烯/钯/葡萄糖氧化酶生物传感器的制备21
• 2.3 结果与讨论21-31
• 2.3.1 石墨烯/钯纳米复合物的表征21-23
• 2.3.2 石墨烯/钯/玻碳电极对过氧化氢的电化学性质23-26
• 2.3.3 葡萄糖传感器26-31
• 结论31-32
• 参考文献32-35
• 第三章 基于硫堇/石墨烯复合材料修饰电极的 NADH 传感器35-50
• 3.1 前言35-36
• 3.2 实验部分36-37
• 3.2.1 仪器与试剂36
• 3.2.2 硫堇/石墨烯/玻碳电极的制备36-37
• 3.3 结果与讨论37-46
• 3.3.1 硫堇/石墨烯复合材料表征37-39
• 3.3.2 硫堇/石墨烯/玻碳电极的动力学表征39-42
• 3.3.3 硫堇/石墨烯/玻碳电极对 NADH 的催化性能42-46
• 结论46-47
• 参考文献47-50
• 第四章 基于 1，10-菲罗啉-5，6-二酮/石墨烯的电化学抗坏血酸传感器和 NADH 生物传感器50-70
• 4.1 前言50-51
• 4.2 实验部分51-52
• 4.2.1 试剂与仪器51
• 4.2.2 PD/RGO 玻碳修饰电极的制备51-52
• 4.3 结果与讨论52-66
• 4.3.1 PD/RGO 纳米复合材料的表征52-53
• 4.3.2 PD/RGO 修饰电极的动力学表征53-55
• 4.3.3 PD/RGO 修饰电极的电化学行为55-58
• 4.3.4 PD/RGO 修饰电极的对抗坏血酸的电摧化行为58-59
• 4.3.5 电流型抗坏血酸传感器59-62
• 4.3.6 电流型抗坏血酸传感器的实际样品应用62
• 4.3.7 PD/RGO 修饰电极对 NADH 的电摧化行为62-64
• 4.3.8 电流型 NADH 传感器64-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 在学期间公开发表论文及著作情况71

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