自組裝石墨烯薄膜與納米介孔鉑-石墨烯薄膜過(guò)氧化氫傳感器.pdf

1、石墨烯(Graphene)是繼富勒烯(C60)和碳納米管(CNT)之后的又一種碳質(zhì)新材料，厚度僅為0.335 nm，是目前世界上己知的最薄的納米材料。石墨烯具有許多優(yōu)異的性能，例如良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能、超高的機(jī)械強(qiáng)度及獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)。但是石墨烯具有穩(wěn)定性差、不易控制等特點(diǎn)，因此可以通過(guò)自組裝成石墨烯薄膜，使其得到更廣泛的應(yīng)用。目前制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的主要方法有:旋涂法、真空抽濾法及自組裝法等。自組裝方法由于簡(jiǎn)單易行，而且薄膜面積大小可以

2、任意調(diào)控，且薄膜呈現(xiàn)較好的均勻性和可控性，尤其是制備氧化石墨烯薄膜。唯一不足的是目前研究中都采用氧化石墨烯作為原料，這大大降低了石墨烯薄膜的導(dǎo)電性。
　　 過(guò)氧化氫是一種重要的小分子化學(xué)物質(zhì)，它不僅是許多酶催化反應(yīng)的中間產(chǎn)物，又是工業(yè)生產(chǎn)、食品加工、臨床醫(yī)學(xué)和環(huán)境分析中的重要物質(zhì)，但是超標(biāo)使用過(guò)氧化氫會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響。因此，如何準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)過(guò)氧化氫具有非常重要的意義。目前，過(guò)氧化氫的測(cè)定方法有熒光法、化學(xué)發(fā)光法及電化

3、學(xué)方法等。其中，過(guò)氧化氫的電化學(xué)檢測(cè)大多是基于酶修飾的生物傳感器，而酶電極的制備比較復(fù)雜，且常會(huì)伴隨著酶的失活、脫落及變性等問(wèn)題，因此限制了傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，納米鉑較高的比表面積使其具有優(yōu)異催化性能，特別是對(duì)過(guò)氧化氫的催化具有較高的靈敏度。但納米鉑容易團(tuán)聚，表面活性和表面能都比較大，而納米介孔鉑是一類具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的納米材料，這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了它比表面積大、比重小、節(jié)約原材料等優(yōu)點(diǎn)，使得其在催化、能量存

4、儲(chǔ)及生物傳感器等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，更適合用于過(guò)氧化氫的檢測(cè)。
　　 本研究以電化學(xué)剝離方法制備還原石墨烯納米片，然后以石墨烯納米片為原料，在液-氣界面表面自組裝法得到穩(wěn)定、均勻、可控、導(dǎo)電的石墨烯薄膜，然后將薄膜轉(zhuǎn)膜至玻碳電極表面，形成石墨烯薄膜電極。為了賦予石墨烯薄膜電極特殊的性能及用途，本研究在制備石墨烯薄膜電極表面修飾了納米介孔鉑，并研究修飾電極對(duì)氧氣和過(guò)氧化氫的催化還原，發(fā)展了一種無(wú)媒介體的非酶?jìng)鞲衅?，用于過(guò)氧化氫的檢測(cè)