二硫化钼—石墨烯复合纳米片的制备及电化学性能研究

发布时间：2017-09-16 16:15

  本文关键词：二硫化钼—石墨烯复合纳米片的制备及电化学性能研究

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【摘要】：二硫化钼(MoS2)是一种过渡金属硫属化物,其二维层状结构与石墨烯相似,被认为在电学与催化应用方面具有巨大的潜力。大量的暴露边缘使MoS2纳米片具有出色的催化活性与优异的生物传感特性从而被广泛应用于生物传感器领域,作为电极材料进行生物分子的检测。MoS2本身相对低的电导性能限制了其在生物传感器领域的应用。石墨烯具有超高的电导性能,优异的机械性能和大的比表面积,吸引着研究人员的关注。化学气相沉积(CVD)法可以制备得到石墨烯具有较高的质量,极少的缺陷及良好的导电性能,是无缺陷石墨烯理想的制备方法。石墨烯的添加将是解决MoS2差电导性能有效的方法之一。本文通过液相超声辅助剥离法剥离原始MoS2粉末,并与超声的化学气相沉积制备的泡沫石墨烯(GF)混合均匀,成功制备了MoS2-石墨烯复合纳米片。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与拉曼光谱(Raman)对MoS2-石墨烯复合纳米片材料进行表征。SEM图中显示MoS2-石墨烯复合纳米片是表面光滑的片状结构,尺寸约为几百纳米到几个微米。MoS2-石墨烯复合纳米片结构显示两种不同尺寸的纳米片,其中较小尺寸的MoS2纳米片散落在大片层的石墨烯表面。XRD分析结果显示复合材料由MoS2与石墨烯构成。石墨烯纳米片的存在很大程度上限制了MoS2纳米片的重组。Raman图谱表明MoS2纳米片与石墨烯均为少层结构且石墨烯纳米片为低缺陷石墨烯。将MoS2-石墨烯复合纳米片通过喷涂法转移到ITO导电玻璃表面构建MoS2-石墨烯/ITO电极,用于尿酸(UA)干扰下左旋多巴(L-Dopa)的检测。采用循环伏安(CV)与差分脉冲循环伏安(DPV)对MoS2-石墨烯/ITO电极进行电化性能检测。结果表明MoS2-石墨烯/ITO电极在5 60μM的线性范围下,对L-Dopa与UA的灵敏度分别为0.36μA·μM-1和0.39μA·μM-1。该电极同时具有出色的选择性,重复性及稳定性,有望应用于L-Dopa的临床检测。
【关键词】：二硫化钼 泡沫石墨烯 液相超声剥离 左旋多巴 电化学生物传感器
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1;TB383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究的目的及意义10-11
• 1.2 二硫化钼国内外研究现状11-14
• 1.2.1 二硫化钼的制备方法12-13
• 1.2.2 二硫化钼在生物传感器方面的应用13-14
• 1.3 左旋多巴电化学生物传感器研究现状14-15
• 1.4 课题研究内容15-17
• 第2章 材料及研究方法17-25
• 2.1 实验原料17-18
• 2.2 实验主要仪器与设备18-19
• 2.3 二硫化钼-石墨烯修饰电极的制备19-22
• 2.3.1 液相超声二硫化钼19-20
• 2.3.2 石墨烯的制备20-21
• 2.3.3 二硫化钼-石墨烯修饰电极的构建21-22
• 2.4 材料的表征22-23
• 2.4.1 X射线衍射22
• 2.4.2 扫描电子显微镜22
• 2.4.3 拉曼光谱22-23
• 2.5 电化学性能检测23
• 2.6 本章小结23-25
• 第3章 二硫化钼-石墨烯复合纳米片的形貌与结构表征25-33
• 3.1 材料的形貌表征25-30
• 3.1.1 二硫化钼纳米片的形貌表征25-27
• 3.1.2 石墨烯的形貌表征27-30
• 3.1.3 MoS2-石墨烯复合纳米片的形貌表征30
• 3.2 XRD物相成分分析30-31
• 3.3 拉曼图谱分析31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 二硫化钼-石墨烯修饰电极电化学性能33-44
• 4.1 循环伏安检测34-37
• 4.1.1 不同电极的循环伏安测试34-35
• 4.1.2 不同扫描速率的循环伏安测试35-37
• 4.2 差分脉冲伏安检测37-41
• 4.2.1 单独生物分子的差分脉冲伏安37-39
• 4.2.2 存在干扰的差分脉冲伏安检测39-41
• 4.3 在生物样品中检测L-Dopa41-42
• 4.4 电极的重复性与稳定性检测42
• 4.5 本章小结42-44
• 结论44-45
• 参考文献45-53
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文53-55
• 致谢55

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本文编号：864092