氮掺石墨烯的制备及其对生物小分子的检测

摘要

随着科学技术的进步，石墨烯逐渐成为继富勒烯和碳纳米管之后碳纳米材料领域的一颗新星。由于其拥有独特的物理特性，例如：大的比表面积，高效的电子传输性，高的电催化活性，良好的机械强度，高导热性和电荷载体的高迁移率等，石墨烯在电化学传感器以及生物传感器的制备领域有着极其广泛的应用。而对于石墨烯进行电子结构改性则成为最近两年的研究热点，通过改变石墨烯的电子能带结构，可以使得石墨烯的导电性能发生变化，而掺杂则成为改变石墨烯电子结构，增加其导电性能最直接手段之一。经过对化学掺杂的方法生成的氮掺杂石墨烯的研究，我们成功制备了芘四磺酸钠功能化的氮掺杂石墨烯电化学传感器，并对其在检测尿酸，黄嘌呤，次黄嘌呤的电化学行为进行了研究。
　　本研究主要内容包括：⑴功能化氮掺石墨烯的制备：首先，我们利用改进的Hummer法合成氧化石墨烯。然后和三聚氰胺混合利用热退火方法合成氮掺杂石墨烯。合成好的氮掺杂石墨烯利用超声方法与芘四磺酸钠进行功能化，功能化之后氮掺杂石墨烯水溶性和导电性大大增强。⑵生物小分子的电化学检测：我们利用滴涂的方法制备功能化石墨烯修饰电极，并且对尿酸，黄嘌呤，次黄嘌呤进行电化学行为检测。结果表明，当 pH=7.9时，尿酸，黄嘌呤，次黄嘌呤的检测范围为9-1000,8-800和8-200μM,该方法的检出限为0.331,0.0838和0.231μM。并且对人体血清和尿样进行实际样品检测，所得样品加标回收率为97.2-101％之间。

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西北师范大学研究生学位论文作者信息

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1绪论

1.1石墨烯

1.2氮掺杂石墨烯

1.3本课题研究思路及内容

2材料的制备以及表征

2.1 前言

2.2实验试剂及仪器

2.3氮掺杂石墨烯的制备过程及方法

2.4氮掺杂石墨烯材料表征手段

2.5芘四磺酸钠功能化氮掺杂石墨烯（PyTS-NG）的制备

2.6功能化氮掺杂石墨烯的表征

3功能化氮掺杂石墨烯的制备以及其应用

3.1前言

3.2 功能化氮掺杂石墨烯修饰电极的制备及电化学表征

3.3生物小分子在不同修饰电极上的电化学行为

3.4对生物小分子电化学检测实验条件的优化

3.5同时检测生物小分子：尿酸、黄嘌呤和次黄嘌呤

3.6电极稳定性和重复性

3.7实际样品检测

3.8结论

参考文献

攻读硕士期间发表的科研成果

致谢