石墨烯和稀土納米材料的制備及其在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、納米材料獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，使得其在化學(xué)分析、生物醫(yī)藥、電子器件等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著納米科技的飛速發(fā)展，稀土納米材料、石墨烯及其衍生物的制備也得到了快速發(fā)展，因其具有比表面積大、催化性能高、生物相容性好等優(yōu)越的電化學(xué)性質(zhì)，成為構(gòu)建電化學(xué)傳感器的新穎納米材料。電化學(xué)傳感器作為一種重要的化學(xué)分析檢測(cè)技術(shù)，具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用在環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)藥分析、食品安全等領(lǐng)域。本論文基于納米材料構(gòu)建新型傳

2、感器，應(yīng)用于分子、離子等的分析檢測(cè)中。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)水熱法制備稀土納米化合物-Er2O3。將Er2O3、氧化石墨烯（GO）和葡萄糖氧化酶（GOD）充分混合后固載在玻碳（GC）電極表面，制備出新型葡萄糖電化學(xué)生物傳感器。利用SEM和XRD技術(shù)對(duì)Er2O3和GO納米材料進(jìn)行表征。采用循環(huán)伏安（CV）和電化學(xué)交流阻抗（EIS）技術(shù)對(duì)不同修飾電極進(jìn)行表征，表明Er2O3能有效的保持GOD的生物活性并提高其電子轉(zhuǎn)移速率。由

3、于Er2O3和GO的協(xié)同作用，使得該生物傳感器出現(xiàn)一對(duì)明顯的氧化還原峰，并進(jìn)一步提高了GOD和電極間的電子轉(zhuǎn)移速率。當(dāng)葡萄糖的濃度在1~10mM范圍內(nèi)時(shí)，該電化學(xué)傳感器表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系。此外，該電化學(xué)生物傳感器具有穩(wěn)定性好、檢測(cè)范圍寬、成本低等特點(diǎn)。⑵采用水熱法制備納米 HoPO4（n-HoPO4），并利用 SEM、EDS對(duì)其進(jìn)行形貌表征和元素組成分析。將n-HoPO4、血紅蛋白（Hb）充分混合后，滴涂在GC電極表面，成功制備出一種

4、H2O2電化學(xué)生物傳感器。采用CV和EIS技術(shù)對(duì)不同修飾電極進(jìn)行表征，結(jié)果表明，Hb/n-HoPO4/GC電極對(duì)H2O2具有良好的電催化性；n-HoPO4具有良好的導(dǎo)電性、生物相容性，可以促進(jìn)Hb與工作電極間的電子轉(zhuǎn)移速率。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)測(cè)試條件下，當(dāng)H2O2在50～1000μM濃度范圍內(nèi)時(shí)，該電化學(xué)生物傳感器表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.998，最低檢出限為16.67μM（S/N=3）。此外，該電化學(xué)生物傳感器具有良好的電催化性

5、、寬的檢測(cè)范圍、強(qiáng)的抗干擾能力等特點(diǎn)，可用于H2O2的檢測(cè)。⑶將石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）固載在裸玻碳電極表面形成石墨烯量子點(diǎn)修飾膜，制備出一種新型的亞硝酸鹽（NO2-）電化學(xué)傳感器。利用 TEM和 XRD對(duì)石墨烯量子點(diǎn)材料進(jìn)行表征；采用CV、DPV和i-t技術(shù)研究NO2-在石墨烯量子點(diǎn)修飾電極表面的電化學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該電化學(xué)傳感器對(duì)NO2-具有良好的電催化氧化性，并在其濃度1～29μM范圍時(shí)表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，最低檢出限為3.

6、33×10-7M（S/N=3）。此外，該電化學(xué)傳感器具有檢測(cè)范圍寬、檢出限低、選擇性好和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。⑷采用水熱法合成納米 Dy2(WO4)3，并通過(guò)原位還原氯金酸制備Au-Dy2(WO4)3納米復(fù)合材料，利用UV、TEM對(duì)制備的材料進(jìn)行表征。將Au-Dy2(WO4)3滴涂在GC電極表面，制備出一種新型電化學(xué)傳感器，采用CV法對(duì)修飾電極的制備過(guò)程進(jìn)行了表征。采用 DPV法研究 UA、NO2-在修飾電極上的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，該電