环糊精-三维石墨烯基纳米复合物在电化学传感器中的应用

发布时间：2020-05-13 19:21

【摘要】：第一章:主要综述了三维石墨烯基纳米复合材料的结构、性能,制备方法、表面功能化以及在多个领域的研究进展和应用。第二章:成功构建了一种基于三维石墨烯-环糊精(3D-G/HP-β-CD)纳米复合材料的电化学手性传感器,用以手性识别色氨酸对映异构体。结果表明3D-G/HP-β-CD纳米复合物不仅具有HP-β-CD超分子手性识别作用,还有3D-G优异的电化学性能。通过将3D-G/HP-β-CD修饰到玻碳电极表面,对色氨酸对映异构体进行手性识别,表现出明显的手性差异,且对L-色氨酸有更高的亲和作用力。进一步研究发现,两种色氨酸的峰电流与一定范围内的浓度(0.5-175 mM)呈线性关系,并表现出低的检出限,L-色氨酸和D-色氨酸的检出限分别为9.6 nM和38 nM。此外,构建的传感器灵敏度高,重现性好,稳定性高,第一次实现了三维石墨烯基纳米材料用于手性识别的应用,并为手性传感提供了一种潜在的新思路。第三章:成功合成了一种HP-β-CD修饰的三维石墨烯(3D-rGO/Fe_3O_4/HP-β-CD)纳米复合材料,将其修饰到玻碳电极表面制备电化学传感平台,用于同时检测五羟色胺(5-HT),多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)。通过负载Fe_3O_4纳米粒子到三维多孔石墨烯表面,不仅保证了优异的电化学性能和强的催化能力,同时还具有HP-β-CD作为超分子主体分子对客体小分子的高识别能力。基于3D-rGO/Fe_3O_4/HP-β-CD优异的性能,利用DPV在优化条件下对5-HT,DA和AA进行单独和同时检测,表现出明显的氧化峰和增强的峰电流。且同时检测5-HT,DA和AA三种共存的物质时,构建的传感器分别在0.01-25μM,0.05-25μM和10-350μM表现出良好的线性关系,检出限分别为3.3 nM,6.7 nM和3.3μM。此外,构建的传感器用以检测人类血清样品中的5-HT,DA和AA,获得了令人满意的结果,将大大促进电化学传感用于同时检测的研究进展。第四章:通过将3D-rGO/Fe_3O_4-AuNPs/HP-β-CD纳米复合材料修饰到玻碳电极表面,成功设计了一种电化学传感器,主要用于鸟嘌呤(G)和腺嘌呤(A)的同时检测。该传感器利用3D-rGO,Fe_3O_4-AuNPs和HP-β-CD的协同作用,提高了检测的电化学响应。研究证明,通过DPV同时检测G和A时,展现出宽的线性范围和低的检测限,相比于其他的修饰电极,灵敏度也有明显的提高。此外,构筑的传感器用于检测变性鱼精DNA中的G和A时,也取得了好的结果,又一次推动电化学传感器的分析和研究进展。第五章:主要总结了三维石墨烯基纳米复合材料在电化学传感器中的应用,并对该材料潜在的研究方向进行了展望。
【图文】：

O 水热还原生成 3D-G 前后的照片; (B)3D-G 水凝胶内部微观结(C)3D-G 水凝胶的形成机理[7] Photos of a homogeneous GO aqueous dispersion and formed 3D) SEM image of the 3D-G hydrogel interior microstructures. (C) Tmechanism for 3D-G hydrogel[7]还原法很多还原剂也被用来化学还原氧化石墨烯片，得到三维：水合肼[11]，维生素 C[12]，HI[13]，，FeSO4[14]，对苯二酚[1A）[17]等。一般来说，还原剂的选择对制备的三维石墨械强度都有显著的影响。例如，抗坏血酸，具有弱还原孔径结构均匀的三维石墨烯，不仅绿色环保又不会以抗坏血酸为还原剂，经过超临界 CO2干燥，获得了凝胶（图 1.2）。如果抗坏血酸被其他一种常用的还原剂AlH

L-抗坏血酸还原氧化石墨烯悬浮液制备石墨烯水凝胶的照片的气凝胶(左边)，冷冻干燥得到的气凝胶(右边)；(d)重 7.1 mg撑 100g 的重物[18]d b) The photos of the graphene hydrogel proposed by adding L-adispersion；(c)The supercritical CO2dried (left) and freeze-dried(d) A 7.1mg graphene aerogel pillar can support a 100 g counter常借助多孔的模板，使碳原子在三维空间里生长为相积后去除模板，这样得到的三维石墨烯结构就与模板态和结构，可以很容易控制三维石墨烯的形貌和孔径结构，例如：（1）化学气相沉积法（CVD 模板法）墨烯的重要方法。Liu[20]等人以泡沫镍为生长基底，泡沫镍在 Ar 和 H2条件下被加热到 1000℃后，CH4和氮原子并沉积，形成连续的网状结构。最后通过 HN
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB33;TB383.1;TP212.2

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本文编号：2662424