鐵系化合物-石墨烯納米復合體制備及生物傳感性能研究.pdf

1、電化學生物傳感器作為分析檢測的重要手段成為近年來人們的研究熱點，它主要是通過材料與檢測物質(zhì)之間作用產(chǎn)生的電信號來選擇性的確定物質(zhì)以及物質(zhì)含量。相比于有酶構建的電化學傳感器，無酶電化學傳感器具有高的靈敏度、良好的環(huán)境穩(wěn)定性、易微型化、可在渾濁溶液中操作等優(yōu)勢，因而具有更廣泛的應用前景。構建傳感電極的材料，不僅要具有優(yōu)異的檢測指標，例如較低的檢測限、高的靈敏度、寬的線性范圍，同時必須具有價格低廉、穩(wěn)定性高、可重復使用等適于產(chǎn)業(yè)化的要求。本論

2、文結合石墨烯的導電性和過渡金屬化合物的電催化性能，構筑了過渡金屬氮（氧）化物與還原氧化石墨(rGO)的復合體;通過調(diào)控試驗參數(shù)（如投料比、焙燒溫度、表面活性劑等），優(yōu)化了材料的電催化檢測性能，同時探索了鐵系化合物/石墨烯納米復合體在葡萄糖、過氧化氫檢測中的反應機理。本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1)采用靜電組裝方法，實現(xiàn)了負電Co、Fe納米薄片與PDDA修飾的氧化石墨復合，經(jīng)NH3氣氛下高溫氮化，就得到了Co2Nx(Fe2N)/

3、氮摻雜還原氧化石墨復合體。由于兩種物質(zhì)的協(xié)同效應使復合體展現(xiàn)出高導電性、高催化活性等優(yōu)勢，在無酶電化學檢測葡萄糖的測試中，兩種復合材料均表現(xiàn)出較好的電催化性能。此項工作不僅為金屬氮化物與石墨烯復合提供了新的合成方法，同時也拓展了過渡金屬氮化物基材料在無酶電化學葡萄糖傳感器上的應用。
　　2)采用簡單的溶劑熱方法，利用靜電作用將十二胺與鈷離子絡合物錨定在氧化石墨表面，基于烷基胺長鏈的相互交織，并且在還原氧化石墨表面構建了由小粒子組裝

4、成的“蛛網(wǎng)狀”Co3O4納米線，經(jīng)高溫去除十二胺后得到Co3O4納米線/rGO復合體。研究發(fā)現(xiàn)，十二胺和層狀的氧化石墨分別對Co3O4納米線的形成起到了結構導向和錨定作用。多維度的結構特性使Co3O4納米線/rGO復合體不僅具有大量的催化活性位點，而且擁有電子定向傳輸途徑和反應物擴散通道。在無酶電化學過氧化氫檢測中，Co3O4納米線/rGO復合體表現(xiàn)出低的反應電位和高的靈敏度。由于性能上的優(yōu)勢，Co3O4納米線/rGO復合體可以實時的檢

5、測出HepG2細胞在藥物刺激下釋放出的過氧化氫。
　　3)采用溶劑熱法，利用十二胺的組裝作用制備了NiO/Ni納米片前驅(qū)體，經(jīng)進一步焙燒得到混相的NiO/Ni納米薄片。通過噴涂的方式，將NiO/Ni納米片負載在自制的石墨烯紙上，構建了自支撐型的NiO/Ni/石墨烯紙柔性電極。由于Ni單質(zhì)的存在，混相的NiO/Ni納米片的過氧化氫電催化性能明顯優(yōu)于NiO納米片;而且石墨烯的引入大大改善了混相NiO/Ni導電性差的問題，同時增大了活性