納米碳復(fù)合材料的組裝和電化學(xué)性能的研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器具有成本低、操作簡(jiǎn)單、選擇性好、靈敏度高的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全等行業(yè)。以石墨烯和碳納米管為代表的納米碳材料具有極高的比表面積、優(yōu)異的導(dǎo)電性和良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，作為電化學(xué)傳感器電極材料在藥物、生物活性物質(zhì)、重金屬離子等的電化學(xué)識(shí)別和檢測(cè)方面具有良好的應(yīng)用前景。
　　本論文以石墨烯（碳納米管）的非共價(jià)鍵修飾為基礎(chǔ)，采用自組裝的方法制備結(jié)構(gòu)可控的石墨烯（碳納米管）納米薄膜或石墨烯/碳納米管復(fù)合

2、物，研究自組裝產(chǎn)物對(duì)硝苯地平、多巴胺等物質(zhì)的電化學(xué)識(shí)別和檢測(cè)。具體為:
　　(1)以靜電和氫鍵為驅(qū)動(dòng)力，采用層層自組裝的方法，制備出結(jié)構(gòu)均勻致密的碳納米管/聚苯胺薄膜。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明該自組裝膜可以選擇性的催化硝苯地平的電化學(xué)氧化。硝苯地平(NIF)在該自組裝膜上的氧化電位相對(duì)于未修飾的氧化銦錫(ITO)電極降低了170 mV，且在1×10-6 mol/L～1×10-4 mol/L濃度范圍內(nèi)，硝苯地平的濃度與氧化峰的電流強(qiáng)度成正比。

3、在相同條件下該自組裝膜對(duì)葡萄糖、尿素、抗壞血酸、檸檬酸鈉等均無(wú)明顯的電化學(xué)響應(yīng)，說(shuō)明該電極可以作為NIF的電化學(xué)探針。
　　(2)基于芘與石墨烯的π-π相互作用，采用非共價(jià)鍵修飾的方法，將脲基嘧啶酮?dú)滏I單元引入石墨烯表面。進(jìn)一步以脲基嘧啶酮強(qiáng)氫鍵作用為驅(qū)動(dòng)力，制備石墨烯層層自組裝薄膜。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，該石墨烯層層自組裝薄膜可有效的催化多巴胺的電化學(xué)氧化，1×10-5 mol/L的多巴胺在該自組裝膜上的氧化電流相對(duì)于未修飾的ITO提

4、高了100倍，在1.8×10-5 mol/L～2×10-4 mol/L范圍內(nèi)該自組裝膜可有效檢測(cè)多巴胺的濃度。
　　(3)通過(guò)π-π相互作用和氫鍵協(xié)同作用，改變石墨烯的類(lèi)平面結(jié)構(gòu)，組裝了石墨烯包裹于碳納米管管壁上的復(fù)合物（石墨烯/碳納米管）。該復(fù)合物具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，時(shí)間-電流曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)證明在5×10-8 mol/L～2×10-6 mol/L范圍內(nèi)，該復(fù)合物修飾的電極可以有效的檢測(cè)多巴胺的濃度，檢測(cè)限低至5×10-9 mol/L