基于納米復(fù)合材料修飾電極的過(guò)氧化氫傳感器的研究.pdf

1、過(guò)氧化氫(H2O2)作為一種簡(jiǎn)單、常見(jiàn)的小分子化合物，在生物系統(tǒng)和實(shí)際應(yīng)用中均有重要意義，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便、有效的H2O2電化學(xué)傳感器吸引了越來(lái)越多研究人員的關(guān)注。本文采用新型納米復(fù)合材料構(gòu)建無(wú)酶型過(guò)氧化氫電化學(xué)傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O2含量的有效測(cè)定。主要工作如下:
　　1.采用Fe3O4磁性納米粒子(MNPs)，氧化石墨烯(GO)和第四代聚酰胺-胺型樹(shù)枝狀高分子（PAMAM-G4）構(gòu)建電化學(xué)傳感器檢測(cè)過(guò)氧化氫。先合成Fe3O4-GONP

2、s，再與PAMAM結(jié)合，將此復(fù)合材料修飾在金電極表面作為工作電極。由于Fe3O4MNPs具有模擬酶性質(zhì)，并且有很好的生物相容性，而GO擁有多個(gè)含氧官能團(tuán)，能與Fe3O4MNPs耦合成石墨烯薄片，顯示出優(yōu)異的綜合性能。PAMAM表面活性基團(tuán)密度高，結(jié)構(gòu)均勻，可以與其他材料通過(guò)靜電作用自行組裝成膜。結(jié)合了三者優(yōu)異的性能，通過(guò)電流-時(shí)間曲線法實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O2的檢測(cè)。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，所制備的傳感器對(duì)H2O2濃度的響應(yīng)線性范圍為2.0×10-5～

3、1.0×10-3 mol·L-1（相關(guān)系數(shù)為0.9950，n=10），檢出限為2.0×10-6mol·L-1(3σ)，同時(shí)對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，回收率為96.9％～108.1％。該修飾電極具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，重現(xiàn)性好，穩(wěn)定期長(zhǎng)，制備簡(jiǎn)便，可以很好的應(yīng)用于過(guò)氧化氫的檢測(cè)。
　　2.采用循環(huán)伏安法，將聚噻吩-氧化石墨烯復(fù)合物膜和普魯士藍(lán)(PB)膜層層聚合在玻碳電極表面，制備H2O2的電化學(xué)傳感器。由于PB膜良好的電催化性能及

4、類似于人工過(guò)氧化物酶的性質(zhì)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物傳感器領(lǐng)域。而聚噻吩-氧化石墨烯膜有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性，兩者協(xié)同作用，為H2O2的檢測(cè)提供了可能。利用電流-時(shí)間曲線法檢測(cè)H2O2，在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，線性范圍為1.0×10-6～1.0×10-4 mol·L-1，相關(guān)系數(shù)為0.9965，檢出限是3.2×10-7 mol·L-1(3σ)。實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)電化學(xué)聚合制備的導(dǎo)電聚合物膜穩(wěn)定性好，所制備的傳感器易于保存，穩(wěn)定性好，對(duì)于H2O2的檢測(cè)具

5、有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　3.以氧化石墨烯和尿素為原料，按照一定比例通過(guò)水熱反應(yīng)合成氮摻雜的氧化石墨烯材料。將氮摻雜氧化石墨烯與金納米粒子層層自組裝于玻碳電極表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)H2O2的檢測(cè)。由于尿素的加入，使得GO中大量含氧基團(tuán)脫去，使其具有豐富的網(wǎng)絡(luò)多孔結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了材料的電容性能。同時(shí)金納米粒子具有良好的電催化和電化學(xué)特征，結(jié)合二者的優(yōu)良電學(xué)性能，在最佳條件下，通過(guò)差分脈沖伏安法(DPV)對(duì)H2O2進(jìn)行了檢測(cè)。在濃度為1.0×10