基于石墨烯构建内分泌干扰物BPA和生物分子辅酶NADH的电化学传感器

摘要

石墨烯是一种性能优异的新型二维碳纳米材料，它具有优异的电学及电化学性质，比如良好的导电性、超大的比表面积、完美的量子隧道效应及半整数量子霍尔行为等。本课题基于石墨烯的这些优异性能，利用不同方法制备了石墨烯和石墨烯复合材料，并构建了内分泌干扰物BPA和生物分子辅酶NADH的电化学传感器，制备方法新颖简单，传感器对目标物的分析性能良好。
　　本论文主要研究内容如下:
　　1.首先合成了石墨烯/纳米金(rGO-AuNPs)复合材料，利用该复合材料做电极的基底材料。一方面由于石墨烯和纳米金的优异的导电性能，可以初步放大双酚A的电流信号;另一方面，可以通过静电引力负载SiO2小球，利用SiO2小球表面丰富的羟基与双酚A分子的酚羟基之间的氢键作用力，实现对双酚A分子的富集作用，进一步放大双酚A的电流信号。因此，SiO2/rGO-AuNPs修饰电极可以通过基底改进和吸附富集双酚A实现对电化学信号的双重放大效果，结果表明，双酚A在该电化学传感器上的检测限可达5.0×10-9 mol L-1，并且该传感器具有较好的重现性、稳定性、选择性，在实际样品热敏纸的检测中也取得了满意的效果。
　　2.以氧化石墨烯(GO)分散液为前体，利用一种简单绿色可控的电化学技术----脉冲恒电位法直接将石墨烯电化学还原并沉积到玻碳电极表面。此制备有效地避免了化学还原法制备的石墨烯易于团聚、不易分散的缺点，实现一步构建一种NADH电化学传感器(PPM-ERGO/GCE)。实验结果表明，与裸玻碳电极(GCE)和传统的循环伏安法制备石墨烯修饰电极(CV-ERGO/GCE)相比，NADH在脉冲恒电位法制备的石墨烯修饰电极上的氧化过电位显著降低，电流响应明显增强，其电流响应分别是裸电极和CV-ERGO/GCE上的22.3倍和6.3倍，说明PPM法能够更好地恢复石墨烯的良好的导电性能。在检测电位为0.1V下，该电化学传感器对NADH的检测限是5.0×10-7 mol L-1，并且该传感器还具有良好的稳定性、选择性和抗干扰性，在NADH的实际分析检测中具有潜在的应用价值。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 电化学传感器

1．1．1 电化学传感器简介

1．1．2 电化学传感器工作原理及分类

1．2 纳米材料

1．2．1 纳米材料简介

1．2．2 纳米材料在电化学传感器中的应用

1．3 石墨烯

1．3．1 石墨烯的结构与性质

1．3．2 氧化石墨烯及石墨烯的制备方法

1．3．3 石墨烯在电化学中的应用

1．4 本论文的选题背景和研究内容

参考文献

第二章 基于SiO2和纳米金石墨烯复合材料构建电化学传感器检测内分泌干扰物双酚A

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验仪器

2．2．2 材料与试剂

2．2．3 SiO2和rGO-AuNPs的制备

2．2．4 SiO2／rGO-AuNPs／GCE修饰电极的制备

2．2．5 分析测定

2．3 结果与讨论

2．3．1 SiO2／rGO-AuNPs复合材料的表征

2．3．2 SiO2／rGO-AuNPs复合材料的电化学性质

2．3．3 BPA在SiO2／rGO-AuNPs／GCE上的电化学行为

2．3．4 富集时间、富集电位、SiO2小球的浓度及缓冲溶液pH值的优化

2．3．5 修饰电极测定BPA的重现性、稳定性、抗干扰能力

2．3．6 实际样品的检测

2．4 结论

参考文献

第三章 NADH在脉冲恒电位法制备的石墨烯修饰电极上的电催化氧化

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器

3．2．2 材料与试剂

3．2．3 修饰电极的制备

3．2．4 分析测定

3．3 结果与讨论

3．3．1 石墨烯修饰电极的形貌表征

3．3．2 PPM-ERGO／GCE的电化学表征

3．3．3 NADH在PPM-ERGO／GCE上的电化学行为

3．3．4 扫速对峰电流的影响

3．3．5 计时电量法探究饱和吸附容量

3．3．6 不同还原程度的石墨烯修饰电极

3．3．7 NADH在PPM-ERGO／GCE修饰电极上的计时电流法检测

3．3．8 NADH传感器PPM-ERGO／GCE的抗干扰性、重现性和稳定性

3．4 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文