三维纳米多孔类石墨烯碳材料的制备及其生物传感应用
发布时间：2022-04-28 19:40
随着技术的发展与进步,生物传感器在临床诊断、农牧业、食品工业和环境保护等方面应用越来越广泛,作为集物理、化学、生物和信息科学等相关技术为一体的交叉产物,生物传感器领域充满了机会和创新。而石墨烯因为它良好的导电性、宽的电化学窗口及稳定性、生物相容性以及易于功能化而广泛的应用于生物传感,但二维的石墨烯没有最大化利用其大比表面积,且石墨烯的疏水性不利于水环境下的生物化学反应,为了克服这些困难,制备出更高性能的生物传感器以适应发展的需要本论文着重在以下三个方面进行了研究。（1）、制备了纳米多孔的三维类石墨烯碳材料。生物传感器是将生物质信号转化为可测量信号的设备,而电化学生物传感器通过复合生物电极上的生物识别元件对生物物质进行识别并发生反应输出电信号,一般识别元件为酶、核酸等生物活性物质,大量负载活性物质可有效提高传感器性能。本论文创新性的使用连续成型模板法制备了孔径在100到200nm及10Onm以内的三维多孔类石墨烯碳材料,可作为单块电极。通过调控孔径有效利用了电极内部空间,扩大了内表面,提供了更多的供生物活性物质的附着的位点,为制备高性能生物复合电极和传感器提供了新思路。（2）、对三维石墨...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１电化学生物传感器示意图ｗ??
不仅利于增加反应面积，多孔结构还能作为反应物质的传输通道，促进催化反应??的进行。三维石墨烯是利用二维石墨烯通过缺陷产生的键角弯曲而编织起来的三??维立体多孔结构，如图１．３所示。??图１．３三维石墨烯示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?３Ｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??一般石墨烯制备方法有化学气相沉积法等从原子级别直接构建石墨烯的自??下而上法［６４＿６８］和还有将多层的石墨剥离得到石墨烯的自上而下法，比如氧化石墨??还原法［６９￣］，通过削弱石墨层之间的７ＷＣ相互作用，扩大层间距来得到石墨烯，??可见石墨烯本身之间由于堆叠作用容易聚集起来，从而限制了石墨烯大比表面积??的特性的发挥。石墨烯经过特殊手段的处理后可以被构建成三维结构，满足了前??述需求，本身可自成电极，不仅性能得到提高，？还便于操作。??Ｚｈａｎ等人［７２］以商用泡沫镍作为基底使用化学气相沉积法生长了三维石墨烯??泡沫，并在石墨烯表面使用水热法沉积了一层六角形的氢氧化镍纳米片，以此作??为自支撑电极用于葡萄糖的探测，结果如下图所示：图１．４ａ中，纯的ＣＶＤ法生??长的三维石墨烯由于质量高缺陷少在氢氧化钠溶液中基本没有峰的产生
不仅利于增加反应面积，多孔结构还能作为反应物质的传输通道，促进催化反应??的进行。三维石墨烯是利用二维石墨烯通过缺陷产生的键角弯曲而编织起来的三??维立体多孔结构，如图１．３所示。??图１．３三维石墨烯示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?３Ｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??一般石墨烯制备方法有化学气相沉积法等从原子级别直接构建石墨烯的自??下而上法［６４＿６８］和还有将多层的石墨剥离得到石墨烯的自上而下法，比如氧化石墨??还原法［６９￣］，通过削弱石墨层之间的７ＷＣ相互作用，扩大层间距来得到石墨烯，??可见石墨烯本身之间由于堆叠作用容易聚集起来，从而限制了石墨烯大比表面积??的特性的发挥。石墨烯经过特殊手段的处理后可以被构建成三维结构，满足了前??述需求，本身可自成电极，不仅性能得到提高，？还便于操作。??Ｚｈａｎ等人［７２］以商用泡沫镍作为基底使用化学气相沉积法生长了三维石墨烯??泡沫，并在石墨烯表面使用水热法沉积了一层六角形的氢氧化镍纳米片，以此作??为自支撑电极用于葡萄糖的探测，结果如下图所示：图１．４ａ中，纯的ＣＶＤ法生??长的三维石墨烯由于质量高缺陷少在氢氧化钠溶液中基本没有峰的产生
【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-dimensional graphene networks: synthesis,properties and applications[J]. Yanfeng Ma,Yongsheng Chen. National Science Review. 2015(01)
本文编号：3649403
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１电化学生物传感器示意图ｗ??
不仅利于增加反应面积，多孔结构还能作为反应物质的传输通道，促进催化反应??的进行。三维石墨烯是利用二维石墨烯通过缺陷产生的键角弯曲而编织起来的三??维立体多孔结构，如图１．３所示。??图１．３三维石墨烯示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?３Ｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??一般石墨烯制备方法有化学气相沉积法等从原子级别直接构建石墨烯的自??下而上法［６４＿６８］和还有将多层的石墨剥离得到石墨烯的自上而下法，比如氧化石墨??还原法［６９￣］，通过削弱石墨层之间的７ＷＣ相互作用，扩大层间距来得到石墨烯，??可见石墨烯本身之间由于堆叠作用容易聚集起来，从而限制了石墨烯大比表面积??的特性的发挥。石墨烯经过特殊手段的处理后可以被构建成三维结构，满足了前??述需求，本身可自成电极，不仅性能得到提高，？还便于操作。??Ｚｈａｎ等人［７２］以商用泡沫镍作为基底使用化学气相沉积法生长了三维石墨烯??泡沫，并在石墨烯表面使用水热法沉积了一层六角形的氢氧化镍纳米片，以此作??为自支撑电极用于葡萄糖的探测，结果如下图所示：图１．４ａ中，纯的ＣＶＤ法生??长的三维石墨烯由于质量高缺陷少在氢氧化钠溶液中基本没有峰的产生
不仅利于增加反应面积，多孔结构还能作为反应物质的传输通道，促进催化反应??的进行。三维石墨烯是利用二维石墨烯通过缺陷产生的键角弯曲而编织起来的三??维立体多孔结构，如图１．３所示。??图１．３三维石墨烯示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?３Ｄ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??一般石墨烯制备方法有化学气相沉积法等从原子级别直接构建石墨烯的自??下而上法［６４＿６８］和还有将多层的石墨剥离得到石墨烯的自上而下法，比如氧化石墨??还原法［６９￣］，通过削弱石墨层之间的７ＷＣ相互作用，扩大层间距来得到石墨烯，??可见石墨烯本身之间由于堆叠作用容易聚集起来，从而限制了石墨烯大比表面积??的特性的发挥。石墨烯经过特殊手段的处理后可以被构建成三维结构，满足了前??述需求，本身可自成电极，不仅性能得到提高，？还便于操作。??Ｚｈａｎ等人［７２］以商用泡沫镍作为基底使用化学气相沉积法生长了三维石墨烯??泡沫，并在石墨烯表面使用水热法沉积了一层六角形的氢氧化镍纳米片，以此作??为自支撑电极用于葡萄糖的探测，结果如下图所示：图１．４ａ中，纯的ＣＶＤ法生??长的三维石墨烯由于质量高缺陷少在氢氧化钠溶液中基本没有峰的产生
【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-dimensional graphene networks: synthesis,properties and applications[J]. Yanfeng Ma,Yongsheng Chen. National Science Review. 2015(01)
本文编号：3649403
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3649403.html
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