论文部分内容阅读
石墨烯,一种新型的碳材料,在电化学催化和传感领域具有很广阔的应用前景。本论文以研究高灵敏度、选择性好、高稳定性、操作简单传感器为目标,制备石墨烯及其衍生物纳米复合材料的修饰电极,用于构建电化学传感器。将石墨烯及其衍生物优异的化学、物理性能应用于电极材料,可以提高传感器对物质的电催化活性。具体研究内容和结果如下：1.采用分步法,构建了聚咔唑(PCz)和化学法还原石墨烯(RGO)复合材料修饰电极,应用于吡虫啉(IMI)杀虫剂电化学定量测试。研究了PCz/RGO的形貌,优化了测试条件,并且进一步探索了IMI在修饰电极上的反应机理。使用循环伏安(CV)和差分脉冲伏安(DPV)法对IMI的电化学行为进行了研究,该修饰电极对IMI还原显示出很好的电催化性能,测得的检测限和定量限分别为0.22μM和0.74μM,0.44μM和1.52μM。同时,修饰电极体现良好的稳定性、抗干扰能力和再现性等。基于PCz/RGO的电化学传感器有望发展成-种对IMI检测很具有应用前景的传感器。2.氮掺杂石墨烯(N-RGO)具有比石墨烯更优越的电化学活性和催化性能,而基于镍的非酶传感器体现出优异的传感性能。本论文采用电化学方法制备了Ni(OH)2/N-RGO/GCE非酶葡萄糖传感器。对Ni(OH)2/N-RGO复合材料进行了表征,材料的形貌是蠕虫状纳米棒Ni(OH)2成功地生长在褶皱的N-RGO上,N-RGO分子结构中吡啶型氮提供有效电子,增强材料的催化性能。Ni(OH)2/N-RGO/GCE对葡萄糖反应快速,具有很低的检测限(0.12μM)、很高的灵敏度(3214μAmM-1cm-2)、很好的稳定性和选择性等特点,在检测葡萄糖的应用方面具有很大的潜力。3.采用原位电化学聚合法,在不同体系中制备了PCz与RGO及N-RGO掺杂材料,并尝试应用于对对乙酰氨基酚(AP)、邻苯二酚(CC)、对苯二酚(HQ)、双酚A(BPA)多种物质的检测。BFEE体系中得到的掺杂材料具有最好的导电性和成膜性,PCz与N-RGO掺杂材料修饰电极对CC、HO和BPA物质的检测有较好的催化作用,有应用于这些物质测试的潜力。4.制备了硼掺杂石墨烯(B-RGO)及其与聚苯胺(PANI)复合材料(PANI/B-RGO)的修饰电极,并尝试应用于对IMI、AP、BPA苏丹红I物质的检测。B-RGO/GCE对这些物质具有催化作用,尤其对BPA和苏丹红I。而PANI/B-RGO则没有显示出优越性。