碳基金屬?gòu)?fù)合材料的制備及在電化學(xué)傳感分析中的應(yīng)用.pdf

1、本論文以碳材料為基底，將金屬材料修飾在碳材料基底表面，使制備的碳基金屬?gòu)?fù)合材料具有碳材料比表面積大，導(dǎo)電性能好，機(jī)械性能強(qiáng)以及金屬材料良好的電子傳遞性能，催化性能好等優(yōu)點(diǎn)，將制備的碳基金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)用于電化學(xué)傳感分析中，對(duì)食品藥品進(jìn)行檢測(cè)。
　　本論文的研究?jī)?nèi)容分如下幾部分:
　　(1)采取修正的Hummers方法合成了氧化石墨烯，并將氧化石墨烯通過(guò)NaBH4還原成石墨烯。利用靜電作用，將聚二丙烯基二甲基氯化銨(PDDA)作

2、用在石墨烯表面，得到PDDA功能化的薄層石墨烯。而后采用水熱合成法制備具有強(qiáng)吸附性能的Al2O3，然后將納米金還原在A(yíng)l2O3表面，得到Al2O3-Au金屬?gòu)?fù)合材料，最后將Al2O3-Au修飾在PDDA功能化石墨烯表面，獲得Al2O3-Au/PDDA/rGO復(fù)合材料。采用掃描電鏡、X-射線(xiàn)粉末衍射和傅里葉變換紅外光譜等手段對(duì)制備的材料表征。將制備的Al2O3-Au/PDDA/rGO復(fù)合功能材料涂抹在玻碳電極上，構(gòu)建基于PDDA功能化石墨

3、烯負(fù)載Al2O3-Au的電化學(xué)傳感器。對(duì)構(gòu)建的電化學(xué)傳感器的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，并探究了滴涂量、掃速、pH以及聚集時(shí)間等條件對(duì)傳感器性能的影響。該傳感器用于乙酰氨基酚的測(cè)定線(xiàn)性回歸方程為Ip(μA)=0.3410+0.0359c(μM)，R2=0.9970，檢出限為6nM(S/N=3)?？捎糜诟忻八?、鎮(zhèn)痛藥中對(duì)乙酰氨基酚高靈敏、快速檢測(cè)。
　　(2)通過(guò)縮合和π-π共軛等作用將合成的氧化石墨烯與羧基化的多壁碳納米管復(fù)合在一起，制備

4、三維的碳雜化材料，并用硼氫化鈉作為還原劑處理，獲得石墨烯-多壁碳納米管雜化材料;隨后對(duì)其進(jìn)行硅烷化處理，通過(guò)Au-S鍵，將制備的納米金包附的二氧化鈦微球負(fù)載在碳雜化材料表面，獲得rGO/MWCNTs/TiO2-Au復(fù)合材料。采用掃描電鏡、能譜、傅里葉紅外、拉曼光譜以及X-射線(xiàn)衍射等手段對(duì)復(fù)合材料表征。并將制備的rGO/MWCNTs/TiO2-Au復(fù)合材料修飾到玻碳電極表面，構(gòu)建基于雜化碳材料負(fù)載TiO2-Au的電化學(xué)傳感器。對(duì)TiO2-

5、Au/MWCNTs/rGO/GCE傳感器的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，并探究了TiO2-Au微球粒徑、TiO2-Au比重、滴涂量、掃速、pH以及聚集時(shí)間等條件對(duì)傳感器性能的影響。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下繪制工作曲線(xiàn)，得線(xiàn)性方程Ip（μA）=0.0313c（nM）+0.5533，R2=0.9972，檢出限為0.34 nM(S/N=3)?？捎糜谧⑸湟?、尿液等樣品中腎上腺素高靈敏、快速檢測(cè)。
　　(3)咪唑類(lèi)離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氫溴鹽與氧化石

6、墨烯通過(guò)靜電作用制備1-丁基-3-甲基咪唑功能化的氧化石墨烯，并結(jié)合羧基化的碳納米管，制備分散性良好的GO-IL-CNT復(fù)合材料，并與納米金溶膠混合，通過(guò)靜電作用結(jié)合納米金，獲得導(dǎo)電性極好的GO-IL-CNT-AuNPs復(fù)合材料。采取掃描電鏡、傅里葉變換紅外光譜以及X-射線(xiàn)衍射等手段對(duì)合成的復(fù)合材料進(jìn)行表征。并將合成的GO-IL-CNT-AuNPs復(fù)合材料滴涂到玻碳電極上，構(gòu)建離子液體功能化的碳材料負(fù)載納米金的電化學(xué)傳感器。利用循環(huán)伏安

7、、交流阻抗等實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)構(gòu)建的GO-IL-CNT-AuNPs/GCE傳感器的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，并探究了滴涂量，掃速，pH以及聚集時(shí)間等條件對(duì)GO-IL-CNT-AuNPs/GCE傳感器分析性能的影響。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下繪制工作曲線(xiàn)，得線(xiàn)性方程Ip（μA）=1.0678c(nM)+2.5821，R2=0.9990，檢出限為1.5 nM(S/N=3)?？蛇M(jìn)行奶瓶、礦泉水瓶等樣品中殘存的雙酚A高靈敏、快速檢測(cè)。
　　(4)用共沉淀和自組裝的

8、技術(shù)一步合成離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氫溴鹽功能化的羧基化碳納米管負(fù)載納米銅復(fù)合材料。利用納米銅可與二甲雙胍發(fā)生絡(luò)合作用，將合成的納米復(fù)合材料修飾到玻碳電極表面與電化學(xué)工作站連接構(gòu)建檢測(cè)二甲雙胍的MWCNT-IL-CuNPs/GCE傳感器。用掃描電鏡、傅里葉變換紅外光譜以及X-射線(xiàn)衍射等手段對(duì)合成的各步復(fù)合材料的表面形態(tài)和功能結(jié)構(gòu)詳細(xì)表征，用電化學(xué)等實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)各個(gè)修飾電極進(jìn)行了電化學(xué)性能研究，并對(duì)所構(gòu)建的MWCNT-IL-CuNPs

9、/GCE傳感器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化。采用循環(huán)伏安和差分脈沖法電化學(xué)技術(shù)探究了二甲雙胍在MWCNT-IL-CuNPs/GCE上的電化學(xué)響應(yīng)。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下檢測(cè)二甲雙胍，傳感器MWCNT-IL-CuNPs/GCE的線(xiàn)性工作范圍是3nM-50μM，線(xiàn)性方程Ip(μA)=-1.0620c(μM)-5.4660，R2=0.9991，檢出限為1.0nM(S/N=3)。復(fù)合材料MWCNT-IL-CuNPs修飾的電極提高了檢測(cè)的靈敏度，降低了檢出限、