电化学传感器因其灵敏度高、响应快速、易于小型化、价格低等优势,而被广泛地研究和应用。制备新型电极修饰材料来提高传感器的分析性能,是电化学领域的重要探究方向。石墨烯具有高比表面积,优异的机械强度和稳定性,卓越的光电特性,良好的导热性,以及出色的电子传导性能,而被广泛应用于生物传感、燃料电池、催化剂载体、能量存储及电子器件等研究领域。以石墨烯为基体的纳米材料,如杂原子掺杂石墨烯和石墨烯基纳米复合材料,进一步提高了石墨烯的性能。其中,掺杂石墨烯中杂原子的引入会引起石墨烯电荷传输、带隙、热稳定性、光学和磁性的改变,增加其活性位点,提高催化性能;石墨烯基纳米复合材料结合了纳米材料与石墨烯两者的优势,结构丰富、种类多样,且具有更高的导电性和催化活性。因此,以石墨烯基纳米材料构筑电化学传感器,能够提高传感器的信号响应及其分析性能。另一方面,金属有机框架材料(MOFs)因其超高孔隙率和比表面积,在催化、气体储存和分离、药物传递、化学传感等领域应用广泛。然而MOFs存在着化学稳定性差、导电性差的弱点,限制了其在电化学传感器中的应用。为此,我们将MOFs与多种功能材料结合而制备了MOFs复合材料,改善了MOFs的稳定性和导电性。此外,复合材料结合两者的优势,催化性等物理和化学性能得到明显增强。将MOFs复合材料应用于电化学传感器,可以显著提高传感器的灵敏度和选择性。本论文以石墨烯基纳米材料和MOFs复合材料为基础构建电化学传感器,用于过氧化氢及凝血酶的检测,具体工作如下:1.以2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑作为N源和S源,通过简单的一步热退火处理,制备了氮硫掺杂还原氧化石墨烯(NS-rGO)。N、S原子的共掺杂能够提供更多有效表面积和活性位点,增加电荷载流子浓度并增强碳基质的导电性。NS-rGO对过氧化氢的还原具有良好的电催化性能,可用于无酶过氧化氢电化学传感器的构建。该传感器测定过氧化氢表现出高灵敏度,优异的选择性,良好的重现性和长期稳定性,证明NS-rGO在取代贵金属材料构建电化学传感器方面具有巨大的应用潜力。2.通过水热自组装法,成功将石墨烯量子点(GQDs)与GO复合,得到石墨烯量子点/石墨烯(GQD/G)。进一步将GQD/G与硫脲进行热退火处理,得到氮硫共掺杂GQD/G(NS-GQD/G)纳米片。NS-GQD/G具有良好的导电性、高过氧化物酶活性和丰富的活性位点,对过氧化氢的电化学还原展现出良好的催化作用。我们以NS-GQD/G作为传感平台构建了一种灵敏的、有选择性的过氧化氢电化学传感器。该传感器可用于人血清中和活细胞释放过氧化氢的检测,有望应用于生理和病理研究。3.利用湿化学法,成功将金铂纳米粒子(AuPtNPs)生长在ZIF-8-rGO双载体上,得到AuPt/ZIF-8-rGO。由于超小且分散性良好的AuPtNPs,Au和Pt双金属的协同作用,AuPtNPs和ZIF-8-rGO双载体之间的强金属—载体相互作用,以及由多孔ZIF-8和松散堆积的rGO纳米片构成的三明治结构,AuPt/ZIF-8-rGO具有良好的类过氧化物酶活性,对过氧化氢表现出极好的电催化性能。基于AuPt/ZIF-8-rGO的电化学传感器对于过氧化氢的测定具有高灵敏度和高选择性,并且可以用于人血清样品中过氧化氢的实际测定,性能良好。4.以金纳米粒子修饰的共价有机骨架(Au-COFs)为导电基底,金纳米粒子修饰的封装有镍钯纳米粒子(NiPdNPs)的ZIF-8(Au@ZIF-8(NiPd))为纳米载体,构建了一种灵敏的夹心型电化学适体传感器,用于凝血酶的检测。Au-COFs具有比表面积大、导电性好、AuNPs分布均匀的特点,Au@ZIF-8(NiPd)具有多孔道结构、高比表面积、优异的催化性能和高类过氧化物酶活性。在纳米载体Au@ZIF-8(NiPd)和电极基质Au-COFs的协同作用下,适配体传感器展现出较高的灵敏度和选择性,并且可以检测人体血清中的凝血酶。