石墨烯功能化聚酰亞胺柔性修飾電極的制備及其在傳感器和光電轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用.pdf

1、聚酰亞胺基薄膜修飾電極由于其良好的化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性在光電器件的研發(fā)中受到越來越多的關(guān)注。本博士論文制備了具有導(dǎo)電性的還原氧化石墨烯/聚酰亞胺（rGO/PI）柔性復(fù)合薄膜，并以此柔性薄膜電極為基底，在其表面修飾不同類型的納米半導(dǎo)體材料；使用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）等物理化學(xué)測(cè)試技術(shù)以及循環(huán)伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）、脈沖伏安法（DPV）以及開路電位-時(shí)間法（

2、OCP-t）等電化學(xué)方法對(duì)復(fù)合薄膜修飾電極的形貌、結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了系統(tǒng)表征；研究了修飾薄膜電極在傳感器和光電轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：
　　1. Mo修飾的rGO/PI薄膜電極的制備及多巴胺的靈敏性檢測(cè)
　　通過一步合成法制備了Mo摻雜的rGO/PI多巴胺（DA）傳感器，結(jié)合XRD和XPS技術(shù)證明Mo以MoO2的形式存在于rGO/PI薄膜中。在最優(yōu)條件下，由LSV法測(cè)得Mo-rGO/PI電極上的電化學(xué)信號(hào)強(qiáng)度與DA濃度有可

3、信的正相關(guān)關(guān)系，其線性范圍為0.1-2000 uM，檢測(cè)限為0.021 uM(S/N=3)；對(duì)尿酸和抗壞血酸具有很強(qiáng)的抗干擾性，穩(wěn)定性和重復(fù)性良好；用該傳感器測(cè)定了人血清和醫(yī)用針劑實(shí)際樣品中DA的含量，所得測(cè)定結(jié)果、回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等數(shù)據(jù)令人滿意。
　　2.乙酰膽堿酯酶修飾的Au-MoS2-rGO/PI柔性薄膜傳感器的構(gòu)建及其對(duì)對(duì)氧磷的測(cè)定
　　采用光還原法在 MoS2-rGO/PI柔性薄膜電極表面制備了金納米顆粒（Au

4、NPs），TEM表征結(jié)果顯示AuNPs的平均直徑約為10 nm。DPV結(jié)果顯示乙酰膽堿酯酶修飾的 AuNPs-MoS2-rGO/PI柔性薄膜電極催化水解氯化乙酰膽堿產(chǎn)生明顯的電化學(xué)信號(hào)；該電化學(xué)信號(hào)強(qiáng)度與對(duì)氧磷濃度間存在較寬的線性范圍（0.005-0.15 ug/mL），較低的檢測(cè)限（0.0014 ug/mL）和較高的靈敏度(4.44 uA/ug mL-1)；所表現(xiàn)的重復(fù)性和穩(wěn)定性良好。該柔性薄膜傳感器能夠用于實(shí)際樣品中對(duì)氧磷的測(cè)定。<

5、br>　　3.MoSe2在柔性薄膜rGO/PI表面的生長(zhǎng)及其電催化和光電催化析氫性能的研究
　　通過電化學(xué)沉積法在rGO/PI柔性基底電極表面制備了MoSe2。通過SEM、TEM、XRD、XPS、電化學(xué)等技術(shù)對(duì) MoSe2的形貌、結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明MoSe2-rGO/PI復(fù)合薄膜電極具有優(yōu)良的的光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，其光開關(guān)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的電位差值能夠達(dá)到0.45 V，光電流響應(yīng)時(shí)間在0.6 s以內(nèi)；此外MoSe2-rGO/PI

6、復(fù)合薄膜電極對(duì)氫離子還原有顯著的催化作用，在-0.3 V時(shí)的析氫電流達(dá)到7.9 mA cm-2；在光照的條件下，光能有效地促進(jìn) MoSe2-rGO/PI復(fù)合薄膜電極催化析氫。
　　4.基于rGO/PI基底表面稀磁半導(dǎo)體ZnMnSe2的制備及其光電性質(zhì)的研究
　　采用電化學(xué)沉積法在rGO/PI薄膜電極表面制備了稀磁半導(dǎo)體ZnMnSe2。通過SEM、XRD、TEM等分析方法對(duì)rGO/PI表面的ZnMnSe2進(jìn)行了形貌與結(jié)構(gòu)的研究

7、，發(fā)現(xiàn)rGO/PI表面的ZnMnSe2具有獨(dú)特的納米片網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。通過OCP-t實(shí)驗(yàn)得出ZnMnSe2-rGO/PI電極具有良好的光電性質(zhì)，其電位差值能夠達(dá)到270 mV,相對(duì)于二元化合物ZnSe和MnSe而言其光電性能明顯提高。該復(fù)合薄膜具有良好的磁性，是典型的鐵磁性半導(dǎo)體材料。
　　5.ZnSe在新型基底CNTs/PVA電極表面的原位生長(zhǎng)及其光電性質(zhì)的研究
　　用i-t交替沉積的方法在新的柔性薄膜電極碳納米管/聚乙烯醇（C