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碳基纳米复合材料电极的研制及其在药物和日化产品分析中的应用

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目录

摘要

第一章 引言

1.1 碳基纳米材料的种类

1.2 石墨烯及其复合材料

1.2.1 石墨烯特性

1.2.2 石墨烯制备

1.2.3 石墨烯复合材料及其电化学应用

1.3 碳纳米管及其复合材料

1.3.1 碳纳米管特性

1.3.2 碳纳米管制备

1.3.3 碳纳米管复合材料及其电化学应用

1.4 本文的研究意义及研究内容

参考文献

第二章 石墨烯-阴离子交换树脂微球电极的制备及其在电化学检测和生物传感中的应用研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与材料

2.2.2 实验仪器与设备

2.2.3 氧化石墨烯溶液的制备

2.2.4 石墨烯-阴离子交换树脂微球的制备

2.2.5 石墨烯-阴离子交换树脂微球电极的制备

2.2.6 葡萄糖生物传感器的制备

2.2.7 电化学检测

2.3 结果与讨论

2.3.1 石墨烯-阴离子交换树脂微球电极材料制备

2.3.2 电极材料表征

2.3.3 葡萄糖生物传感器响应电流的测定

2.3.4 毛细管电泳电化学检测防腐剂对羟基苯甲酸酯类成分

2.4 小结

参考文献

第三章 热熔混合法制备石墨烯/EVA复合材料电极及在毛细管电泳电化学检测侧柏叶中黄酮类化合物中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与材料

3.2.2 石墨烯的制备

3.2.3 电极的制备

3.2.4 实验仪器

3.2.5 样品制备

3.2.6 毛细管电泳法操作流程

3.3 结果与讨论

3.3.1 扫描电子显微镜分析

3.3.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析

3.3.3 毛细管电泳检测条件

3.3.4 毛细管电泳分离后分析样品的电流响应和检测限

3.3.5 动态伏安图(HDV)

3.3.6 检测电极的稳定性

3.3.7 检测的线性范围和线性方程

3.3.8 实际样品分析

3.4 小结

参考文献

第四章 CNT/PET复合材料电极的制备及在毛细管电泳电化学检测花生壳中5,7-二羟基色原酮和木犀草素中的应用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 试剂与材料

4.2.2 电极制备

4.2.3 实验仪器

4.2.4 样品制备

4.2.5 毛细管电泳法操作流程

4.3 结果与讨论

4.3.1 扫描电子显微镜分析

4.3.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析

4.3.3 毛细管电泳检测条件

4.3.4 毛细管电泳分离后分析样品的电流响应和检测限

4.3.5 动态伏安图(HDV)

4.3.6 检测电极的稳定性

4.3.7 检测的线性范围、天间重现性和天内重现性

4.3.8 实际样品分析与方法的回收率

4.4 小结

参考文献

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致谢

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摘要

第一章中,概括介绍了现有碳基纳米材料的种类,着重讨论了石墨烯和碳纳米管的特点以及由此制作的复合材料电极在电化学领域应用的研究进展,并就本文的研究意义及内容作出了说明。
  第二章中,利用氧化石墨烯与阴离子交换树脂(AERs)的静电作用和后续化学还原将石墨烯组装在阴离子交换树脂微球表面,采用扫描电子显微镜、X-射线衍射、傅立叶变换红外光谱法对制备的石墨烯包裹阴离子交换树脂微球进行了表征。制备好的微球被嵌入塑料移液管的尖端制成一次性电极并用于电化学检测和生物传感,通过循环伏安法和安培法对抗坏血酸、多巴胺、尿酸、对乙酰氨基酚、苯胺和葡萄糖进行了检测,验证了其可行性和性能。此外,该复合材料电极还用于检测润肤露样品中对羟基苯甲酸酯类防腐剂成分。这种新型电极具有易加工、成本低、显著的催化活性以及响应速度快等优点,具有广阔的应用前景。
  第三章中,通过熔融混合法制备的石墨烯/EVA复合材料电极应用于毛细管电泳安培检测。石墨烯与熔融状态的EVA在加热条件下混合,而后被封装在一段熔融石英毛细管内部,从而形成微电极。该复合材料的结构通过扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱法进行表征,实验结果表明石墨烯层均匀地分散在复合材料中,形成相互连接的导电网络。这种独特结构的石墨烯电极与毛细管电化学法结合,通过分离和测定侧柏叶中芦丁、槲皮苷、山奈酚和槲皮素四种成分验证了该复合材料电极的性能。在分离电压为12 kV、50mM硼酸缓冲液(pH9.2)且毛细管长50 cm的条件下,上述四种分析物在9分钟内得到良好分离,且15次测定的峰值电流RSD小于5%,表明该电极具有较好的稳定性和重现性。
  第四章中,通过改良多层碳纳米管(MWCNTs)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)在熔融毛细管中加热混合的方法制备MWCNTs/PET复合材料,并将该材料应用于制备MWCNTs/PET复合微电极。上述复合材料电极结合毛细管电泳法分离并测定花生壳中5,7-二羟基色原酮和木犀草素两种成分。实验结果表明,在分离电压12 kV、50 mM硼酸缓冲液(pH9.2)且毛细管长40 cm的条件下,上述四种分析物在12分钟内得到良好分离,且15次测定的峰值电流RSD为2.6%,表明该电极具有较好的稳定性和重现性。其峰值电流和分析物浓度在超过三个数量级以上具有线性关系。

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