构建基于GO/AuNPs复合材料的电化学传感器用于DNA、Cd 2+ 的检测

发布时间：2021-06-18 07:09

　　许多研究表明,氧化石墨烯的金属纳米颗粒复合材料由于具有独特的结构、优异的性能、以及制备过程简单易操作等优点,已成为电化学领域中具有应用前景的一种有趣材料。其中,GO纳米片的独特性能为其作为氧化石墨烯纳米颗粒复合材料的支持材料奠定了基础。同时,GO的高比表面积对维持纳米颗粒的电化学活性以及纳米颗粒的分散至关重要。GO作为支持材料,不仅为电子的传递最大限度的提供纳米尺寸的表面积,而且还为电极表面的电活性位点输送更多的反应物。此外,导电的GO还可以支持并促进电极表面电子的有效收集和转移。在电化学应用中,以GO为基础的纳米颗粒复合材料修饰的电极比普通的GO材料修饰电极更具有优越性,比如:卓越的催化活性,增强质量运输,高效的表面积、可以控制电极微环境等。氧化石墨烯纳米颗粒复合材料在许多反应中起到协同作用,且该结构具有独特的物理化学性质,这些性质在应用于传感器时具有很大的优势。值得注意的是,这些氧化石墨烯纳米颗粒复合材料的结构特别,不仅表现出纳米颗粒和氧化石墨烯自身的特性,还能表现出它们单独应用时所不具有的协同作用。因此可以将该复合材料应用于各种传感机制中,以提高化学传感器的灵敏度和选择性。此外,... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于GO修饰电极的电化学应用示意图

GO 的酸性特点，Hofmann 和他的团队进一步将一种烯醇-酮型的结构引入到模型中，该模型还包含了在 1 和 3 位置的含氧官能团羟基和醚键[28]。1969 年，Scholz和 Boehm 提出了一种具有波纹碳层的新结构，在这一模型中的含氧官能团环氧基和醚键完全被羰基和羟基取代[29]。与此同时，Nakajima 等人提出了一种不同的氧化石墨烯模型。该模型由两个碳层相互连接，其中 sp3 杂化的碳碳单键相互垂直于各层，含氧官能团羰基和羟基的相对含量取决于它的水溶性程度[30,31]。之后，随着科学技术的不断进步，研究者们开始结合不同的手段去解析 GO 的结构。研究专家 Lerf 和他的团队基于核磁共振提出了一个结构模型，他指出，GO 的结构中六元环轴向的 C=C、C-OH 和醚键在未氧化的芳香脂环上的平面区域是随机分布的[16]。以上这些都是先前的模型，Szabóet 等人最近提出了一种新的结构模型，该研究指出 GO 由碳网络组成的两种区域：（1）反-椅式连接的环己烷构型（2）C=C 双键连接的带状扁平的平面六边形与官能团（如羟基，1 , 3-乙醚基，酮、醌、苯酚（芳香二醇）等）组合而成的构型[17]。Dreyer 等人在 2010 年的综述中回顾了上述结构模型中石墨氧化物的结构类比和差异[15]。

石墨烯与 GO 的结构模型，从图中可以看出石墨烯由一个三角形GO 是由部分断裂的 sp2 杂化的碳网组成，其中在基面上含有酚缘含有羧酸基（B）GO 薄片的 AFM 成像[37]（C）单层 GO 在高（highly oriented pyrolytic graphite, HOPG）基底上的 STM 成像[3有与原始石墨烯相似的六边形碳网结构，不同的是，原始的 sp2 杂化的碳原子，而 GO 中除了含有大量 sp2 杂化的与含氧官能团相连的 sp3 杂化的碳原子（图 1.3 A）[17,32]团（如羟基、环氧基、羧基）共价结合的碳原子的杂化方原子区域被视为氧化区域。并且这一区域的出现破坏了原结构的 sp2 共轭网络，sp2 杂化的碳原子区域被视为非氧机地分布在 GO 纳米片的上方或下方，从而形成了 sp2 和为止，为了更深一步地探索 GO 的结构，利用了各种显微征进行研究。例如，原子力显微镜（Atomic Force Micros

【参考文献】：
期刊论文
[1]水凝胶纳米颗粒对溶菌酶的亲和研究[J]. 王哲,薛敏,孟子晖,吉田田,谢腾升.  分析化学. 2018(03)

博士论文
[1]基于氧化石墨烯的光学生化传感检测研究[D]. 张倩.浙江大学 2017

硕士论文
[1]基于卟啉功能膜的制备及其对镉离子的检测[D]. 李森森.天津工业大学 2017



本文编号：3236215