三维石墨烯/碳纳米管材料制备及其在电化学分析中的应用研究

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文章采用三维石墨烯/碳纳米管(3D G/CNT)提高电化学传感器性能,利用电化学具有的操作简单、响应快速、灵敏度高,选择性高的优势,快速、灵敏地检测喹乙醇(OLA)有机抗菌剂环境污染物。以3D G/CNT材料为主,通过离子液体(IL)适当功能化,制备出新型的电化学传感器并应用于磺胺氯哒嗪(SCP)检测。主要内容如下:(1)制备分散性良好的石墨烯,首先利用改进的Hummer’s法制备氧化石墨烯,再还原形成石墨烯。制备共价C-C键合的3D G/CNT杂化物通过催化化学气相沉积法(CVD)一步合成。为了构建稳定的传感器电极材料,通过简单研磨和超声分散,并添加聚(二甲基二烯丙基氯化铵)(PDDA)和Nafion官能化3D G/CNT,从而制备新型复合材料。(2)分别用石墨烯、碳纳米管、3D G/CNT杂化材料修饰玻碳电极来构建电化学传感器,使用差分脉冲伏安法(DPV)来研究和比较OLA在三种修饰电极上的电化学行为。3D G/CNT杂化材料修饰玻碳电极来构建电化学传感器,利用循环伏安法(CV)与差分脉冲伏安法(DPV)研究OLA在此修饰电极上的电化学行为。结果为,在pH为7.5时,OLA浓度在检测范围在1.5×10-62.7×10-33 mg/mL之间时表现出良好的线性关系,线性回归方程为:ip=5.152c+1.225(R=0.9903)。该方法的检出限(3Q)约为6.12×10-8mg/mL。为了证明该方法的实用性,使用该方法对实际猪尿样品进行加标回收检测,测得样品回收率在97.79%104.25%之间。(3)利用三维石墨烯/碳纳米管/离子液体(3D G/CNT/IL)材料修饰玻碳电极来构建电化学传感器并研究SCP在该修饰电极上的电化学行为,在pH为6.5时,SCP浓度在检测范围为0.02μM2μM之间时,线性关系好,线性回归方程为:ip=0.2890c-4.061(R=0.9913)。该方法的检出限(3Q)估计约为0.018μM。表明该方法具有高选择性、高准确性、高灵敏度,使得这种新型材料构建的电化学传感器在有机抗菌剂污染物检测方面有着更广阔的前景,在监督动物产品和食品安全与环境安全方面有巨大的潜力。
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