功能化碳納米管的制備及性能研究.pdf

1、自1991年發(fā)現(xiàn)碳納米管以來(lái),其特殊的結(jié)構(gòu),優(yōu)異的物理、機(jī)械以及電化學(xué)性質(zhì)備受科學(xué)家們廣泛的關(guān)注。而碳納米管卓越的電化學(xué)性質(zhì)在新一代生物電化學(xué)傳感器領(lǐng)域里具有十分誘人的前景。
　　 眾所周知,碳納米管易聚集、難分散的特點(diǎn)使它的應(yīng)用受到了極大的限制,在本論文中,為了改善碳納米管的分散性,我們使用功能化的方法改善其分散性。首先,我們采用天然的生物高分子材料--海藻酸鈉對(duì)碳納米管進(jìn)行非共價(jià)功能化。功能化的碳納米管在水中能夠形成黑色、均

2、勻的懸濁液,并且在固體表面形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有效增加了基體的面積。同時(shí),在海藻酸鈉-碳納米管復(fù)合膜上的血紅蛋白能夠保持它的原始構(gòu)象。固定在該復(fù)合膜上的血紅蛋白能夠?qū)崿F(xiàn)較快的直接電子轉(zhuǎn)移,電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)Ks為(9.54±0.883)s-1,而且對(duì)過(guò)氧化氫的電化學(xué)還原具有良好的生物電催化活性,以此構(gòu)筑的生物傳感器具有一定的應(yīng)用可能性。
　　 其次,我們?cè)谔技{米管的缺陷處引入羧基,采用原位水熱合成法制備碳納米管-羥基磷灰石(MW

3、NTs-HA)復(fù)合物。碳納米管-羥基磷灰石復(fù)合物具有較好的分散性,能夠在固體基底上形成均勻、三維多孔的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。固定在此復(fù)合物上的血紅蛋白能夠保持其原始構(gòu)象,而且血紅蛋白能夠較容易的實(shí)現(xiàn)直接電子轉(zhuǎn)移,電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)為(5.05±0.41)s-1,同時(shí)對(duì)過(guò)氧化氫和三氯乙酸有較好的電化學(xué)催化活性。
　　 我們進(jìn)一步研究了葡萄糖氧化酶和漆酶在碳納米管-羥基磷灰石上的直接電子轉(zhuǎn)移。并以葡萄糖氧化酶催化葡萄糖為陽(yáng)極,以漆酶催化氧氣還