基于氧化石墨烯复合材料的界面构建及其在分离分析中的应用研究

发布时间：2018-03-15 12:24

本文选题：氧化石墨烯　切入点：石墨烯量子点　出处：《江苏科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在对目标物的分离及分析检测应用中,大多数所使用的材料需要与目标物进行直接接触,因此就要求这些材料必须具有非常好的物理化学性质。作为近年来的研究热点,氧化石墨烯具有许多优异的性质,比如大的比表面积、两亲性和丰富的含氧官能团。其中大的比表面积使得氧化石墨烯具有较强的负载能力;两亲性能够让氧化石墨烯易分散于大多数溶剂;丰富的含氧官能团致使氧化石墨烯性质活泼而易于被修饰,许多分子和聚合物可以通过共价键或非共价键作用与氧化石墨烯结合而形成氧化石墨烯复合材料。与原材料相比,这些氧化石墨烯复合材料的性能得到显著提升,使得基于氧化石墨烯的复合材料在对目标物分离及分析检测应用中具有非常广阔的前景。本论文利用分子印迹、电化学、生物仿生、膜分离和量子点荧光等技术,将氧化石墨烯与聚合物、纳米材料相结合,构建了基于氧化石墨烯复合材料的界面。通过各种表征手段对制备的复合材料的结构和形貌进行了分析,并详细讨论了其应用于目标物分离或分析检测的能力,其主要的研究内容和结果如下:(1)以氧化石墨烯/银纳米粒子(GO/AgNPs)为基质,运用表面印迹技术在GO/AgNPs复合材料表面合成以日落黄为模板分子的分子印迹聚合物(GO/AgNPs-MIPs),以此作为玻碳电极的修饰材料。采用滴涂法制备了基于GO/AgNPs-MIPs的电化学传感器,并将其用于食品添加剂日落黄的检测。对合成的材料进行表征分析,结果显示实验成功制备了GO/AgNPs-MIPs。实验对检测日落黄的条件如pH、用量和累积时间进行优化,结果表明电化学传感器对日落黄的线性检测范围为0.10-12.00μmol L-1,检出限可达到0.020μmol L-1。最后该电化学传感器成功应用于四种常见软饮料中日落黄的检测。(2)以混合纤维素酯膜为支撑基质,采用生物贻贝仿生的方法使多巴胺分子通过简单的自聚合方式在混合纤维素酯膜表面构建聚多巴胺层(PDA),然后采取真空抽滤的方法使氧化石墨烯(GO)纳米片均匀地沉降在PDA修饰的膜表面,形成GO/PDA膜,并将其用于油/水乳液的分离。通过表征发现通过GO与PDA之间的共价键作用,使得GO/PDA膜具有高度的稳定性。实验探讨了GO/PDA膜对吐温80制备稳定的油/水乳液的分离性能。结果表明其具有对油/水乳液具有较好的分离能力和抗污性能,且具备一定的循环使用能力。(3)分别以氧化石墨烯、高锰酸钾和十二烷基苯磺酸钠为原材料,采用简单的水热法合成了石墨烯量子点和二氧化锰纳米片。实验将石墨烯量子点和二氧化锰纳米片组合成一种具有“关-开”功能的荧光传感器,探讨了其用于分析检测维生素C的可行性。对合成的材料进行表征分析,结果显示实验成功制备了石墨烯量子点和二氧化锰纳米片。在优化的检测条件下,该荧光传感器具有响应时间短、制备简单、较高的灵敏度和选择性等特点,表明该荧光传感器具有潜在的应用价值和意义,最后制备的荧光传感器成功用于三种果汁中维生素C含量的检测。
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【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ127.11;TB332

【参考文献】