微波制備石墨烯—金屬?gòu)?fù)合材料及其在DNA傳感器中的應(yīng)用.pdf

1、作為一種新型碳材料，石墨烯因其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)而具備大比表面積、優(yōu)異的光、電、磁、力、熱學(xué)和量子特性等物理化學(xué)性能，在物理、化學(xué)、生物、醫(yī)藥等眾多學(xué)科及交叉學(xué)科中都有卓越的應(yīng)用研究。在生物傳感領(lǐng)域，石墨烯的極大比表面積、良好的生物相容性、優(yōu)異的電子傳遞能力、π-π共軛結(jié)構(gòu)、含氧官能團(tuán)等都為生物分子的固載提供了平臺(tái)。但是由于其片層之間存在范德華力、容易“團(tuán)聚”的特點(diǎn)，限制了實(shí)際應(yīng)用。本文旨在制備能夠穩(wěn)定存在的石墨烯及其金屬納米復(fù)合材料，并研

2、究其在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文主要開展了如下幾個(gè)方面的工作:
　　1.采用改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨，以其與金屬鹽為前驅(qū)液，以無(wú)毒、環(huán)保的聚乙二醇(PEG)為還原劑和穩(wěn)定劑，利用微波輻射(MWI)原位還原制得石墨烯及其金屬納米復(fù)合材料，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氧化石墨的剝離及金屬納米粒子在其表面的均勻附著。并對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行UV-Vis、FT-IR、TEM、SEM、XRD和XPS表征，結(jié)果顯示石墨烯呈電子透明狀，呈現(xiàn)本征性的褶皺，金、銀納

3、米顆粒均勻分布在石墨烯片層上，制備的溶液能穩(wěn)定存在并保存較長(zhǎng)時(shí)間。
　　2.以自制碳糊電極為基體電極，修飾石墨烯金、銀納米復(fù)合材料后，利用金巰鍵、銀巰鍵吸附緩沖溶液中的L-半胱氨酸，采用零流電位法將電極串聯(lián)在常規(guī)三電極系統(tǒng)電化學(xué)工作站的工作電極端和對(duì)電極端之間，以飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，進(jìn)行線性電位掃描，記錄I-E曲線，通過(guò)考察曲線中電流I=0的特殊電位Ezcp與自組裝時(shí)間t的關(guān)系曲線，可以“現(xiàn)場(chǎng)”追蹤L-半胱氨酸在石墨

4、烯金、銀納米復(fù)合材料上的自組裝過(guò)程及組裝程度。
　　3.首先，以[Fe(CN)63-/4-]為探針，考察修飾不同石墨烯復(fù)合材料玻碳電極的循環(huán)伏安行為和交流阻抗行為，結(jié)果顯示基于石墨烯和金屬納米粒子優(yōu)良的導(dǎo)電性，二者協(xié)同作用更加提高電子傳輸速率，修飾電極較裸電極具有更大的有效電化學(xué)面積，更高的電子轉(zhuǎn)移能力，可作為優(yōu)良的電化學(xué)材料。其次在修飾石墨烯-銀納米復(fù)合材料的玻碳電極上，利用其生物親和力和優(yōu)良導(dǎo)電性，在電極表面組裝巰基修飾的探針