幾種功能化石墨烯納米復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)傳感研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器具有靈敏度高、操作簡便、檢測速度快、不需要復(fù)雜前處理、成本低等優(yōu)點，因此在分析化學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。納米材料因其優(yōu)良和獨特的性能而被研究者大量研究，并在工業(yè)、材料、生物、物理、化學(xué)等學(xué)科和領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。將納米材料應(yīng)用在電化學(xué)生物傳感中，能夠很好地提高響應(yīng)速率，拓寬線性范圍，降低檢測限，增強穩(wěn)定性等。石墨烯因其特殊的二維層狀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性能而受到科研工作者的關(guān)注?；诖?，本論文以石墨烯為主體，設(shè)計并

2、且合成了幾種功能化石墨烯納米復(fù)合材料，利用各種手段對功能化石墨烯納米復(fù)合材料的形貌、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性等進行了表征，并研究了這些復(fù)合材料修飾電極在電化學(xué)傳感方面的應(yīng)用。主要工作內(nèi)容如下:
　　1.將一種新型的二茂鐵衍生物(Fc-NH2)共價鍵合到氧化石墨烯(GO)表面，制備了新型二茂鐵衍生物功能化的氧化石墨烯（GO-Fc-NH2）。通過電化學(xué)法，將此復(fù)合物與氯金酸(HAuCl4)共還原電沉積到玻碳電極表面(GCE)制備了rGO-Fc-N

3、H2AuNPs/GCE。rGO-Fc-NH2/AuNPs納米復(fù)合膜不但擁有良好的導(dǎo)電性和生物相容性，而且可以有效地防止電子媒介體二茂鐵衍生物從電極表面泄漏到溶液中。該材料同時擁有納米材料和電子媒介體的優(yōu)點。利用納米材料和電子媒介體的協(xié)同催化效應(yīng)、納米復(fù)合材料大的比表面積以及對雙酚A(BPA)的吸附和富集作用，成功構(gòu)建了一個用于超靈敏檢測BPA的電化學(xué)傳感平臺。因此，將電子媒介體修飾在納米材料上能夠極大增強傳感器的電化學(xué)性能，這也可為制備

4、更多新型電活性納米材料及電化學(xué)傳感器提供新思路。
　　2.基于新型有機熒光探針2-羥基菲并咪唑衍生物(Pi-A)功能化石墨烯，制備了Pi-A/RGO復(fù)合物修飾電極，作為一種新型的電化學(xué)傳感器用于高靈敏檢測銅(Ⅱ)離子。Pi-A通過π-π共軛與石墨烯作用，固定在石墨烯的表面，得到Pi-A/RGO復(fù)合物。該復(fù)合物能夠選擇性地高效捕捉銅(Ⅱ)離子。在優(yōu)化的實驗條件下，此修飾電極能夠成功用于自來水、湖水、河水、山泉水等實際水樣中銅(Ⅱ)離

5、子的檢測，且其他多種重金屬離子對銅(Ⅱ)離子的檢測沒有影響。因此，這種將有機探針分子與石墨烯結(jié)合的方法能夠進一步擴展熒光探針在生物和電化學(xué)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　3.受貽貝粘附蛋白啟發(fā)，采用多巴胺作為還原劑來還原氧化石墨烯，同時基于多巴胺能在弱堿性條件下發(fā)生自氧化聚合形成聚合物膜的特性，制備出聚多巴胺修飾還原型氧化石墨烯(PDA-RGO)復(fù)合物，再利用PDA-RGO表面的兒茶酚結(jié)構(gòu)在弱堿性條件下能與帶有氨基、巰基等基團的分子進行邁克

6、爾加成或席夫堿反應(yīng)，使其進一步功能化接合不同分子從而得到多功能電化學(xué)平臺。選用4-（二茂鐵基-2-乙炔基）苯胺(Fc-NH2)、半胱氨酸(cys)、葡萄糖氧化酶(GOx)等典型含硫醇或氨基的化合物作為模型分子錨定在PDA-rGO表面上得到不同的電化學(xué)檢測平臺。嫁接有二茂鐵衍生物的復(fù)合物對許多電活性分子具有很好的催化活性，可用于單獨或同時檢測多巴胺(DA)和尿酸(UA)、對苯二酚(HQ)和鄰苯二酚(CC)。而嫁接了半胱氨酸后的PDA-rG