基于功能化石墨烯電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及對黃酮的分析應(yīng)用.pdf

1、石墨烯，由單層碳原子通過 sp2雜化緊密堆積而成的平面二維納米材料，具有大的比表面積，超快的電子傳遞速率及良好的生物相容性，是理想的電化學(xué)傳感材料。然而，由于石墨烯片層之間存在范德華作用力及強(qiáng)烈的π-π堆積作用，使石墨烯難分散、易團(tuán)聚，這大大限制了石墨烯在電化學(xué)傳感器中的實(shí)際應(yīng)用。通過石墨烯表面的功能化，可以有效提高其在水和其他溶劑中的溶解度和分散性，而且還可以利用功能化分子特殊的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)石墨烯與其它納米材料的復(fù)合和連接，從而賦予其更為

2、優(yōu)異的電催化活性。
　　本論文利用高分子聚合物對石墨烯進(jìn)行表面功能化，并利用高分子化合物表面特殊的電性特征，將石墨烯與金屬納米材料復(fù)合起來，獲得高負(fù)載的石墨烯金屬納米材料復(fù)合物。通過納米復(fù)合材料的協(xié)同催化效應(yīng)，構(gòu)建了性能優(yōu)異的電化學(xué)傳感器，通過在黃酮類化合物檢測中的應(yīng)用，探討了所構(gòu)筑傳感器的性能和電催化機(jī)理，所獲結(jié)果對于高性能電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及黃酮類化合物的高靈敏高選擇檢測提供了方法學(xué)的參考和依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下：
　　

3、1.基于PDDA-Gr納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及對蘆丁的檢測
　　在還原氧化石墨烯（GO）的過程中加入陽離子聚電解質(zhì)－聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDDA），制得了分散性好的 PDDA功能化石墨烯納米復(fù)合材料（PDDA-Gr）。通過透射電鏡（TEM）、X-射線衍射（XRD）、紅外光譜（FT-IR）和紫外-可見光譜（UV-Vis）對復(fù)合材料進(jìn)行表征。利用滴涂法制備基于PDDA-Gr的電化學(xué)傳感器（ PDDA-Gr/GCE）。采用循

4、環(huán)伏安法（ CV）研究了蘆丁在PDDA-Gr/GCE上的電化學(xué)行為；探討了蘆丁在電極表面氧化還原的電催化機(jī)理；計(jì)算了修飾電極的表面積、蘆丁在電極表面的飽和吸附量和電極反應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明，PDDA-Gr大的比表面積、快的電子轉(zhuǎn)移速率及對蘆丁強(qiáng)的富集作用是該電化學(xué)傳感器對蘆丁優(yōu)異電催化作用的主要原因。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，采用差示脈沖伏安法（DPV）建立了蘆丁的檢測方法。蘆丁的線性范圍為4.0×10-10~1.0×10-6 mol L

5、-1，檢測限為4.0×10-11 mol L-1。該方法成功用于血樣中蘆丁的檢測，回收率為95.0％-98.5%。
　　2.基于 AgNPs-PSS-Gr納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及對蘆丁和槲皮素的同時檢測
　　在還原氧化石墨烯（GO）的過程中，加入電負(fù)性高聚物聚苯乙烯磺酸鈉（PSS），制備PSS功能化石墨烯（PSS-Gr）。利用PSS-Gr和Ag+之間的靜電作用，合成了石墨烯與納米銀的復(fù)合材料（AgNPs-PSS-Gr

6、）。利用紅外光譜（FT-IR）、紫外-可見光譜（UV-Vis）、X-射線衍射（XRD）和透射電鏡（TEM）對復(fù)合材料進(jìn)行表征。通過滴涂法制備基于 AgNPs-PSS-Gr的電化學(xué)傳感器。該傳感器對蘆丁和槲皮素具有優(yōu)異的電催化性能和較高的選擇性，二者在該電極上的氧化峰電位差可達(dá)130 mV，從而可以實(shí)現(xiàn)二者的同時測定。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，采用 DPV建立了蘆丁和槲皮素同時檢測的方法，蘆丁的線性范圍為1.0×10-9~1.0×10-7 mo

7、l L-1，檢測限為2.0×10-10 mol L-1；槲皮素的線性范圍為1.0×10-8~1.0×10-6 mol L-1，檢測限為2.0×10-9 mol L-1。該傳感器成功應(yīng)用于人體血漿樣品中蘆丁和槲皮素的同時檢測，回收率分別為81.2%-90.0%和87.5%-90.0%。3.基于CdTe-PDDA-Gr納米復(fù)合材料電化學(xué)傳感器的構(gòu)筑及對葛根素的檢測
　　在還原氧化石墨烯（GO）的過程中，加入 PDDA和碲化鎘量子點(diǎn)（C

8、dTe QDs），利用帶正電的PDDA與荷負(fù)電的CdTe QDs量子點(diǎn)間的靜電自組裝作用，制得CdTe量子點(diǎn)修飾的PDDA功能化石墨烯納米復(fù)合材料（CdTe-PDDA-Gr）。利用紅外光譜（FT-IR）、X-射線衍射光譜（XRD）和透射電鏡（TEM）對復(fù)合材料進(jìn)行表征。通過滴涂法制備基于 CdTe-PDDA-Gr的電化學(xué)傳感器（ CdTe-PDDA-Gr/GCE）。采用循環(huán)伏安法（ CV）研究了葛根素在CdTe-PDDA-Gr/GCE上

9、的電化學(xué)行為；探討了葛根素在電極表面氧化還原的電催化機(jī)理；計(jì)算了修飾電極的表面積和葛根素在電極表面的飽和吸附量。結(jié)果表明，CdTe-PDDA-Gr大的比表面積、超快的電子轉(zhuǎn)移速率及對葛根素的富集作用是該電化學(xué)傳感器對葛根素具有優(yōu)異電催化作用的主要原因。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，采用差示脈沖伏安法（DPV）建立了葛根素的檢測方法，葛根素的線性范圍為1.0×10-9~1.0×10-6 mol L-1，檢測限為6.0×10-10 mol L-1，此