還原態(tài)氧化石墨烯-貴金屬?gòu)?fù)合物的溫和制備及電分析應(yīng)用.pdf

1、石墨烯是一種具有蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu)的二維碳納米材料，具有高比表面積、電子遷移率和導(dǎo)電率等優(yōu)異性質(zhì)。貴金屬納米粒子具有良好的生物相容性、導(dǎo)電性、催化活性及光學(xué)性質(zhì)等特性。石墨烯-貴金屬納米復(fù)合物能夠結(jié)合石墨烯和貴金屬納米材料獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，使其在能源、生物傳感和電化學(xué)分析等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本學(xué)位論文在簡(jiǎn)要綜述石墨烯及石墨烯-貴金屬?gòu)?fù)合物的近期進(jìn)展基礎(chǔ)上，研究了室溫條件下、電極表面上幾種還原態(tài)氧化石墨烯-貴金屬?gòu)?fù)合物的便捷制備與電分

2、析應(yīng)用。具體研究工作如下:
　　1.室溫條件下，通過(guò)在金電極上簡(jiǎn)便、快速、溫和的化學(xué)還原法，制備了還原態(tài)氧化石墨烯-金納米粒子(rGO-AuNPs)復(fù)合物，并依次滴干葡萄糖氧化酶(GOx)、殼聚糖(chitosan)溶液于復(fù)合物修飾電極上，構(gòu)建了chitosan/GOx/rGO-AuNPs/Au酶電極。研究了該酶電極在第一代、第二代生物傳感模式下的傳感性能及GOx的直接電化學(xué)。在第一代生物傳感模式（i-t法）下，酶電極對(duì)葡萄糖的檢

3、測(cè)下限達(dá)到0.2μM(S/N=3)，線(xiàn)性檢測(cè)范圍(LDR)為10μM～4.15 mM，靈敏度為99.9μA mM-1 cm-2，重現(xiàn)性、存儲(chǔ)穩(wěn)定性和選擇性好，檢測(cè)實(shí)際樣品獲滿(mǎn)意結(jié)果。在第二代生物傳感模式（循環(huán)伏安法）下，以4mM二茂鐵甲酸(FcMA)為媒介體時(shí)，葡萄糖的LDR上限擴(kuò)展到18mM，靈敏度為64.6μA mM-1 cm-2(R2=0.991);以4mM對(duì)苯醌(BQ)為媒介體時(shí)，葡萄糖的LDR上限擴(kuò)展到22 mM，靈敏度為80

4、.3μA mM-1 cm-2(R2=0.996)。這樣簡(jiǎn)易溫和制備的rGO-AuNPs復(fù)合物所構(gòu)建的酶電極既能實(shí)現(xiàn)對(duì)葡萄糖的靈敏檢測(cè)，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)GOx的直接電化學(xué)。在N2飽和的中性磷酸緩沖液(PBS)中，獲得了一對(duì)相當(dāng)可逆的GOx直接電化學(xué)氧化還原峰，其ks為2.63 s-1。
　　2.室溫條件下，通過(guò)在金電極上簡(jiǎn)便、快速、溫和的化學(xué)還原法，制備了還原態(tài)氧化石墨烯-鉑納米復(fù)合物修飾電極(rGO-PtNPs/Au)。采用循環(huán)伏安法

5、和計(jì)時(shí)電流法，研究了該修飾電極在堿性條件下對(duì)乙醇的電催化氧化和電分析檢測(cè)性能。結(jié)果表明，在1 M NaOH中，復(fù)合物修飾電極對(duì)乙醇的檢測(cè)下限達(dá)到0.93μM(S/N=3)，LDR為20μM～18.1 mM，靈敏度為132μA mM-1 cm-2(R2=0.994)，說(shuō)明此復(fù)合物對(duì)乙醇具有很好的電催化氧化和電分析檢測(cè)性能。
　　3.以氧化石墨烯、氯鈀酸混合液為前驅(qū)體，NaBH4為還原劑，采用化學(xué)共還原的方法，溫和、快速、簡(jiǎn)易的直接在