生物質(zhì)材料作為可再生資源中的唯一碳源,同樣也是碳質(zhì)材料的重要前驅(qū)體,近幾年來,以生物質(zhì)材料為原料開發(fā)可控的高性能碳質(zhì)材料已成為研究熱點。自然界中的天然物質(zhì)通常具有獨特的功能結(jié)構(gòu),是合成生物質(zhì)碳的優(yōu)良原料,因此以這些天然生物材料為前驅(qū)體通過碳化和活化等步驟可以得到具有獨特結(jié)構(gòu)的多孔碳材料。進一步以其為模板導(dǎo)入無機或有機客體材料可以組裝出具有獨特復(fù)雜多級形貌結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料,這類生物質(zhì)復(fù)合材料因其具有較大的比表面積、快速的電子傳導(dǎo)能力、較高的導(dǎo)電性和良好的生物相容性等優(yōu)點可以用于電極修飾,改善電極界面形貌和結(jié)構(gòu),提高電極性能。進而可以應(yīng)用于電化學(xué)活性小分子的檢測、氧化還原蛋白質(zhì)（酶）的固定,建立相應(yīng)的電化學(xué)傳感器檢測方法。本論文包括以下內(nèi)容:（1）采用水熱法制備了一種鉑（Pt）納米粒子修飾面粉生物質(zhì)多孔碳（BPC）復(fù)合材料,進一步修飾在碳離子液體電極（CILE）表面制備電化學(xué)傳感器并用于木犀草素的測定。在Pt-BPC/CILE上出現(xiàn)了木犀草素的一對氧化還原峰,與裸電極相比峰電流的增加和峰電位的正向移動證明了Pt-BPC納米復(fù)合材料的電催化活性。結(jié)果可以歸因于BPC的多孔結(jié)構(gòu),Pt納米顆粒的催... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Fe2O3/rGO修飾玻碳電極檢測亞硝酸鹽的示意圖[13]

基于生物質(zhì)碳復(fù)合材料的電化學(xué)傳感器的研究與應(yīng)用4圖1-2通過使用自組裝的hemin/GquadruplexDNAzyme納米線進行信號放大來檢測Hg2+的DNA生物傳感器的示意圖[14]Figs.1-2SchematicillustrationoftheDNAbiosensorforHg2+detectionbyusingtheautonomouslyassembledhemin/GquadruplexDNAzymenanowiresforsignalamplification[14]1.1.3.2電催化電催化也是化學(xué)修飾電極研究的重要領(lǐng)域之一�；瘜W(xué)修飾電極的電催化作用主要具有以下兩個功能：第一是降低基體的過電勢，最大程度地減少可能存在的干擾和背景、增加電流響應(yīng)、并降低檢測限；第二是防止被測物質(zhì)及其產(chǎn)物吸附于電極表面[15]。例如Karyakin課題組通過聚合作用將亞甲基藍修飾于玻碳電極表面，并研究了該修飾電極對葡萄糖的電催化作用[16]。Mousavi等人在堿性溶液中通過電聚合方法制備鎳-姜黃素復(fù)合物修飾電極并用于葡萄糖的電催化研究，葡萄糖的擴散系數(shù)和催化氧化速率常數(shù)分別為6.7×10-6cm2/s和6.5×103M-1s-1，結(jié)果表明，通過使用鎳-姜黃素修飾電極測定葡萄糖具有良好的響應(yīng)和較低的檢測限[17]。1.1.3.3藥物分析隨著修飾電極的不斷發(fā)展，具有各種各樣功能的電極也相繼而出，極大地滿足了日益復(fù)雜的測試需求。近幾年,化學(xué)修飾電極在藥物分析中的應(yīng)用取得很大的進步。例如Manokaran等人通過將多巴胺聚合在SiO2顆粒上，然后通過硼氫化鈉（NaBH4）還原法負載Pt納米顆粒制備Pt-PDA@SiO2復(fù)合材料，涂覆于GCE上構(gòu)建電化學(xué)傳感器，并將其應(yīng)用于黃酮類小分子槲皮素的檢測，其線性范圍為0.05mmol/L~0.383mmol/L，檢測限為16nmol/L[18]。Xing等人通過固相反應(yīng)合

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文5成鈀酞菁（PdPc）混合多壁碳納米管（MWCNT）制備了PdPc-CNTs復(fù)合材料，然后用Nafion作分散劑構(gòu)建電化學(xué)傳感器（PdPc-MWCNTs-Nafion/GCE），將其用于蘆丁的檢測中具有靈敏度高和穩(wěn)定性好的優(yōu)點[19]。Sun課題組通過水熱和冷凍干燥法制備三維還原氧化石墨烯氣凝膠（3D-rGA），此3D-rGA具有獨特的孔結(jié)構(gòu)、大的比表面積和優(yōu)良的導(dǎo)電性，將3D-rGA分散液修飾于CILE表面構(gòu)建電化學(xué)傳感器（3D-rGA/CILE）用于槲皮素的電化學(xué)檢測，其線性范圍在0.1μmol/L~100.0μmol/L內(nèi)，檢測限為0.065μmol/L[20]。1.2生物質(zhì)碳1.2.1生物質(zhì)碳材料的簡介碳材料的合成與應(yīng)用有著較悠久的歷史。富勒稀和碳納米管分別在1985年和1991年出現(xiàn)，他們的出現(xiàn)在科學(xué)研究領(lǐng)域中已經(jīng)掀起了一股碳材料研究的熱潮。在這些碳材料中，生物質(zhì)多孔碳材料作為一種新型碳材料而備受研究者的關(guān)注[21]。生物質(zhì)（biomass）是指通過光合作用而形成的各種有機體，包括所有的動植物、微生物以及它們的代謝產(chǎn)物。生物質(zhì)在自然界資源豐富、分布廣泛、成本低且可再生。生物質(zhì)碳是以生物質(zhì)為原料在絕氧或缺氧條件下經(jīng)過高溫碳化和活化而制備的一類富含碳元素、高度芳香化和穩(wěn)定性高的固體碳材料，因此，它具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、優(yōu)異的吸附能力，并且表面含有較多的含氧活性官能團[22]。近幾年，各種生物質(zhì)已被用做碳源來制備生物質(zhì)碳材料（圖1-3），這些生物質(zhì)包括魚鱗，堅果殼，雞蛋殼，西瓜皮，螃蟹殼，平菇，小麥粉，農(nóng)作物秸稈和椰子殼等。圖1-3生物質(zhì)碳的發(fā)展歷程Figs.1-3Developmentmapofbiomasscarbon1.2.2生物質(zhì)碳材料的制備方法生物質(zhì)碳材料的制備方法主要包括四個步驟：原料的前處理、原料的碳化和


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