生物质衍生的树莓状碳基纳米材料在生物电化学中的应用

发布时间：2021-05-20 15:54

　　基于生物质衍生的碳基纳米材料由于其成本低、比表面积大、生物相容性好等优势被广泛应用于电化学领域。近年来,制备碳基纳米材料的技术手段发展迅速,而且这类材料在多孔吸附剂、超级电容器、生物燃料电池（BFC）和电化学生物传感等领域均有着重要的应用。本研究以生物质芦菔为碳前驱体,聚（4-苯乙烯磺酸-顺丁烯二酸）钠盐（PSSMA）为阴离子表面活性剂,通过水热碳化（HTC）成功制备了树莓状碳基纳米材料（RCNs）,并以RCNs为电极材料构建了性能优异的酶生物燃料电池（EBFC）以及电化学生物传感器。（1）在第一项工作中,以芦菔为碳前驱体,PSSMA为阴离子表面活性剂成功制备了RCNs,并将其应用于EBFC的构建。这种粒度可调、单分散性好、分层多孔结构的碳基纳米材料具有比表面积大、密度低、导电性好等优点。以RCNs材料作为酶载体材料,通过修饰乳酸氧化酶（LOD）构建以玻碳电极（GCE）为基底的生物阳极,同时以导电炭黑（KB）为阴极材料通过修饰胆红素氧化酶（BOD）构建以GCE为基底的生物阴极,然后成功构建了乳酸/氧气的EBFC。同时,本工作讨论了RCNs修饰量、（LOD+牛血清蛋白（BSA））:四硫富... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 生物质
        1.1.1 生物质概述
        1.1.2 生物质为前驱体制备碳基纳米材料的HTC反应机理
        1.1.3 HTC过程分类
    1.2 碳基纳米材料
        1.2.1 零维（0-D）碳基纳米材料：富勒烯
        1.2.2 一维（1-D）碳基纳米材料：碳纳米管（CNTs）和碳纳米纤维（CNFs）
        1.2.3 二维（2-D）碳基纳米材料：石墨烯
        1.2.4 三维（3-D）碳基纳米材料：新型3-D碳基纳米材料
    1.3 碳基纳米材料的应用
        1.3.1 多孔吸附剂
        1.3.2 超级电容器
        1.3.3 药物传输
        1.3.4 生物燃料电池（BFC）
        1.3.5 电化学生物传感器
    1.4 论文选题意义及目的
第二章 基于生物质衍生的树莓状碳基纳米材料的乳酸/氧气酶生物燃料电池
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料与试剂
        2.2.2 实验装置及测量方法
        2.2.3 芦菔衍生的RCNs的制备
        2.2.4 CS/TTF/LOD/RCNs/GCE生物阳极制备
        2.2.5 并联CS/ABTS/BOD/KB/GCE生物阴极制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 RCNs的表征
        2.3.2 CS/TTF/LOD/RCNs_(80)/GCE修饰量优化
        2.3.3 CS/TTF/LOD/RCNs_(80)/GCE生物阳极的催化性能研究
        2.3.4 并联CS/ABTS/BOD/KB/GCE生物阴极的催化性能研究
        2.3.5 乳酸/氧气的EBFC性能测试
        2.3.6 实际样品中乳酸/氧气的EBFC发电
    2.4 小结
第三章 基于生物质衍生的树莓状碳基纳米材料的电化学生物传感器
    3.1 前言
    3.2 实验部分：
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 实验装置及测量方法
        3.2.3 芦菔衍生的RCNs_(80)修饰GCE的构建
        3.2.4 乳酸电化学生物传感器的构建
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Nafion/TPA/LOD/RCNs_(80)/GCE修饰量优化
        3.3.2 Nafion/TPA/LOD/RCNs_(80)/GCE的催化性能研究
        3.3.3 乳酸生物传感器的线性、选择性与稳定性研究
        3.3.4 实际样品中乳酸含量的检测
    3.4 小结
第四章 总结展望
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]酶生物燃料电池[J]. 刘强,许鑫华,任光雷,王为.  化学进展. 2006(11)



本文编号：3198029