本文關鍵詞：基于碳納米復合材料的電化學傳感器的研究

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【摘要】：碳納米材料具有良好的導電性和較大的比表面積,能夠有效改善電極表面微結(jié)構(gòu),提高傳感器的選擇性和靈敏度,因此在電化學傳感器領域獲得了廣泛的應用。碳納米復合材料是碳納米材料和其他材料通過物理或化學的方法結(jié)合形成的,集成了各組分的特殊性質(zhì)且具有協(xié)同效應的一類復合材料。設計制備了三種碳納米復合材料,將其用于構(gòu)建電化學傳感器,并研究了其對于生物小分子的電催化性能。開展的主要工作如下：(1)通過電聚合法制備了聚甘氨酸/壁碳納米角修飾電極,并用于對多巴胺(DA)和對乙酰氨基酚(AC)的同時測定。通過聚甘氨酸和單壁碳納米角之間良好的協(xié)同效應,該傳感器對DA和AC表現(xiàn)出了良好的電催化作用。氧化峰電流和DA.AC的濃度呈線性關系,DA的線性范圍為2.0×10~(6)～2.0×10~(-4) mol L~(-1),檢出限為3.5×10~(-7)mol L~(-1) (S/N =3),AC的線性范圍為4.0×10~(-5)～1.2×10~(-3)molL~(-1),檢出限為2.3×10~(6) molL~(-1)(S/N=3)�？箟难�(AA)對DA和AC的測定無干擾。(2)通過電聚合法制備了磷鉬酸/壁碳納米角修飾電極,采用循環(huán)伏安法、交流阻抗法等電化學方法表征所制備電極的性能。研究表明,該傳感器對亞硝酸根(N02-)表現(xiàn)出了良好的電催化作用,在1.0×10~(-5)～ 1.9×10~(-3)mol L~(-1)的范圍內(nèi),電流與濃度呈現(xiàn)良好的線性關系,檢出限為1.1×10~(6)mol L~(-1) (S/N=3)。該傳感器具有良好的選擇性,對AA、尿酸(UA)和DA無響應。(3)通過改進的Hummers法制備氧化石墨烯(GO),然后在三聚氰胺存在的條件下一步水熱法制備氮摻雜石墨烯氣凝膠(NGAs)。將NGAs修飾于電極表面,用于固定聚2-氨基吡啶(PAP)。NGAs/PAP修飾電極對H202表現(xiàn)出了良好的電催化性能,在1.0×10~(-5)～2.2×10~(-3)mol L~(-1)的范圍內(nèi),電流與濃度呈現(xiàn)良好的線性關系,檢出限為9.0×10~(-7)mol L~(-1) (S/N=3)。AA、UA、DA等物質(zhì)對H202的測定無干擾,該傳感器具有良好的選擇性。
【關鍵詞】：電化學生物傳感器 修飾電極 碳納米材料 復合材料 電催化
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 電化學傳感器簡介10
• 1.2 電化學傳感器的分類10-13
• 1.2.1 電位型電化學傳感器10-11
• 1.2.2 電容型電化學傳感器11
• 1.2.3 電導型電化學傳感器11-12
• 1.2.4 電流型電化學傳感器12-13
• 1.3 電化學傳感器的應用領域13-14
• 1.3.1 環(huán)境檢測13
• 1.3.2 食品檢測13-14
• 1.3.3 生物醫(yī)學檢測14
• 1.4 電化學傳感器電極材料的研究現(xiàn)狀14-19
• 1.4.1 金屬及其化合物15
• 1.4.2 聚合物15-16
• 1.4.3 碳材料16-19
• 1.5 論文研究意義19
• 1.6 論文研究內(nèi)容19-20
• 1.7 論文創(chuàng)新點20-21
• 2 實驗方法21-28
• 2.1 主要試劑與儀器21-22
• 2.1.1 主要實驗試劑21-22
• 2.1.2 主要實驗儀器22
• 2.2 材料表征22-23
• 2.2.1 掃描電子顯微分析22-23
• 2.2.2 透射電子顯微分析23
• 2.2.3 X射線光電子能譜分析23
• 2.3 修飾電極的制備與電化學性能測試23-28
• 2.3.1 修飾電極的制備23-24
• 2.3.2 電化學性能測試24-28
• 3 聚甘氨酸/單壁碳納米角修飾電極的制備及其對對乙酰氨基酚和多巴胺的電催化行為研究28-44
• 3.1 前言28-29
• 3.2 實驗部分29-31
• 3.2.1 電極材料的制備29-30
• 3.2.2 電極材料的表征30
• 3.2.3 修飾電極的制備30
• 3.2.4 修飾電極的表征30-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-42
• 3.3.1 SWCNHs的形貌分析31-32
• 3.3.2 電聚合及掃描圈數(shù)的影響32-34
• 3.3.3 修飾電極在鐵氰化鉀溶液中的電化學行為34-36
• 3.3.4 DA和AC在修飾電極上的電化學行為36-38
• 3.3.5 pH對DA和AC電化學行為的影響38-40
• 3.3.6 DA和AC的定量測定40-41
• 3.3.7 修飾電極的抗干擾性研究41-42
• 3.3.8 修飾電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性研究42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 4 磷鉬酸/單壁碳納米角修飾電極的制備及其對亞硝酸根的電催化行為研究44-53
• 4.1 前言44-45
• 4.2 實驗部分45-46
• 4.2.1 電極材料的制備45
• 4.2.2 電極材料的表征45
• 4.2.3 修飾電極的制備45
• 4.2.4 修飾電極的表征45-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-52
• 4.3.1 SWCNHs的形貌分析46
• 4.3.2 電聚合PMo_(12)46-47
• 4.3.3 修飾電極在鐵氰化鉀溶液中的電化學行為47-48
• 4.3.4 掃描速率的影響48-49
• 4.3.5 NO_2~-在修飾電極上的電化學行為49-51
• 4.3.6 NO_2~-的定量測定51-52
• 4.3.7 修飾電極的穩(wěn)定性和抗干擾性能力研究52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 聚2-氨基吡啶/氮摻雜石墨烯氣凝膠修飾電極的制備及其對雙氧水的電催化行為研究53-65
• 5.1 前言53-54
• 5.2 實驗部分54-56
• 5.2.1 電極材料的制備54-55
• 5.2.2 電極材料的表征55
• 5.2.3 修飾電極的制備55-56
• 5.2.4 修飾電極的表征56
• 5.3 結(jié)果與討論56-64
• 5.3.1 NGAs的形貌分析56-57
• 5.3.2 NGAs的XPS分析57-58
• 5.3.3 電聚合2-AP58-59
• 5.3.4 修飾電極在鐵氰化鉀溶液中的電化學行為59-61
• 5.3.5 H_2O_2在修飾電極上的電化學行為61-62
• 5.3.6 H_2O_2的定量測定62-63
• 5.3.7 修飾電極的穩(wěn)定性和抗干擾性能力研究63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-80
• 攻讀碩士學位期間的論文發(fā)表情況及所獲獎勵80-81

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本文編號：1090312