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氮掺石墨烯的制备及其对生物小分子的检测

发布时间:2018-05-04 01:40

  本文选题:氮掺杂石墨烯 + 1 ; 参考:《西北师范大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着科学技术的进步,石墨烯逐渐成为继富勒烯和碳纳米管之后碳纳米材料领域的一颗新星。由于其拥有独特的物理特性,例如:大的比表面积,高效的电子传输性,高的电催化活性,良好的机械强度,高导热性和电荷载体的高迁移率等,石墨烯在电化学传感器以及生物传感器的制备领域有着极其广泛的应用。而对于石墨烯进行电子结构改性则成为最近两年的研究热点,通过改变石墨烯的电子能带结构,可以使得石墨烯的导电性能发生变化,而掺杂则成为改变石墨烯电子结构,增加其导电性能最直接手段之一。经过对化学掺杂的方法生成的氮掺杂石墨烯的研究,我们成功制备了芘四磺酸钠功能化的氮掺杂石墨烯电化学传感器,并对其在检测尿酸,黄嘌呤,次黄嘌呤的电化学行为进行研究,具体的研究内容如下:(1)功能化氮掺石墨烯的制备:首先,我们利用改进的Hummer法合成氧化石墨烯。然后和三聚氰胺混合利用热退火方法合成氮掺杂石墨烯。合成好的氮掺杂石墨烯利用超声方法与芘四磺酸钠进行功能化,功能化之后氮掺杂石墨烯水溶性和导电性大大增强。(2)生物小分子的电化学检测:我们利用滴涂的方法制备功能化石墨烯修饰电极,并且对尿酸,黄嘌呤,次黄嘌呤进行电化学行为检测。结果表明,当pH=7.9时,尿酸,黄嘌呤,次黄嘌呤的检测范围为9-1000,8-800和8-200μM,该方法的检出限为0.331,0.0838和0.231μM。并且对人体血清和尿样进行实际样品检测,所得样品加标回收率为97.2-101%之间。
[Abstract]:With the development of science and technology, graphene has become a new star in the field of carbon nanomaterials after fullerene and carbon nanotubes. Because of its unique physical properties, such as large specific surface area, high electron transport efficiency, high electrocatalytic activity, good mechanical strength, high thermal conductivity and high mobility of charge carriers, etc. Graphene has been widely used in electrochemical sensors and biosensors. The electronic structure modification of graphene has become a hot topic in the last two years. By changing the electronic band structure of graphene, the conductivity of graphene can be changed, while the electronic structure of graphene can be changed by doping. One of the most direct ways to increase its electrical conductivity. Based on the study of nitrogen-doped graphene produced by chemical doping, we have successfully prepared a nitrogen-doped graphene electrochemical sensor, which is functionalized by pyrene tetrasulfonate, and is used to detect uric acid, xanthine and xanthine. The electrochemical behavior of Hypoxanthine was studied. The main contents are as follows: 1) the preparation of graphene doped with functionalized nitrogen: firstly, we synthesized graphene oxide by modified Hummer method. Then nitrogen-doped graphene was synthesized by thermal annealing with melamine. The nitrogen-doped graphene was functionalized with pyrene tetrasulfonate by ultrasonic method. Electrochemical detection of biological small molecules after functionalization of nitrogen-doped graphene: we prepared functionalized graphene modified electrodes using dripping method, and reacted with uric acid, xanthine, xanthine, chloric acid, xanthine, hydrochloric acid, xanthine, and xanthine. The electrochemical behavior of Hypoxanthine was determined. The results showed that the detection ranges of uric acid, xanthine and Hypoxanthine were 9-1000 8-800 and 8-200 渭 M when pH = 7.9. The detection limits of the method were 0.331U 0.0838 and 0.231 渭 M. The recoveries of serum and urine samples were between 97.2-101%.
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ127.11;O657.1

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