雜原子摻雜的碳納米材料的合成及電化學(xué)應(yīng)用.pdf

1、近年來，由于石墨烯具有獨(dú)特的物理化學(xué)特性，如大的比表面積，高效的電子傳輸性能，良好的電催化活性等，在電化學(xué)傳感、電催化領(lǐng)域引起了人們極大的關(guān)注，但由于石墨烯片層之間存在范德華力，當(dāng)石墨烯分散在水中時會發(fā)生團(tuán)聚，使其應(yīng)用受到一定限制。因此，對石墨烯進(jìn)行功能化改性成為最近的研究熱點(diǎn)。摻雜是改變石墨烯電子結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增加其導(dǎo)電性能最方便的方法之一。本論文主要研究氮摻雜石墨烯及其負(fù)載金屬納米材料在電化學(xué)傳感器方面的應(yīng)用，主要研究內(nèi)容如下:

2、>　　(1)利用改進(jìn)的Hummer法合成氧化石墨烯，在氧化石墨烯溶液中添加一定量氨水，以水合肼為還原劑，合成氮摻雜石墨烯(記為N-RGO)。用透射電子顯微鏡，傅里葉變換-紅外光譜，X-射線粉末衍射，X-射線光電子能譜進(jìn)行表征。結(jié)果表明氧化石墨烯被成功還原為石墨烯，氮摻雜量為1.8％。N-RGO修飾的玻碳電極(NRGO/GC)可成功用于對苯二酚和鄰苯二酚的同時測定，對苯二酚和鄰苯二酚的氧化峰峰電位差達(dá)到110mV。在0.1mol/L磷酸鹽

3、緩沖溶液中(pH7.0)，50mV/s的掃速下，對苯二酚和鄰苯二酚的氧化峰峰電流隨濃度的增加而線性增加，線性范圍分別為5-693和5-492μmol/L，檢出限分別為0.1μmol/L和0.5μmol/L。同時改變兩種同分異構(gòu)體的濃度時，線性范圍為15-330μmol/L。連續(xù)測定20次，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.45％和3.82％。
　　(2)用殼聚糖分散的N-RGO修飾玻碳電極可同時測定尿酸和黃嘌呤。尿酸、黃嘌呤分別在0.3V和0

4、.7V出現(xiàn)氧化峰。在0.1mol/L磷酸鹽緩沖溶液中(pH7.0)，尿酸和黃嘌呤的氧化峰電流隨濃度的增加而線性增加，線性范圍為5-340和10-300μmol/L。尿酸和黃嘌呤的檢出限分別為0.30μmol/L和0.25μmol/L。
　　(3)以咖啡因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，采用“一鍋法”合成了氮摻雜石墨烯Au-Pd納米鏈(Au-Pd/N-RGO)。Au-Pd/N-RGO修飾的玻碳電極可靈敏測定環(huán)境污染物水合肼。在0.1mol/L磷酸鹽緩