石墨烯—硫化物量子復(fù)合材料的制備及在光電化學(xué)傳感中的應(yīng)用.pdf

1、量子點(diǎn)傳感器具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、暗電流小等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)生物檢測(cè)方面得到廣泛應(yīng)用，量子點(diǎn)具有較高的表面活性，容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致光電化學(xué)性能降低。為了提高量子點(diǎn)材料的光電化學(xué)性能，可以通過(guò)引進(jìn)有效的電子傳輸基底材料，如金屬，碳納米管，石墨烯等，可以加速電子-空穴對(duì)的分離。眾所周知，石墨烯具有二維共軛結(jié)構(gòu)，較大的表面積和較高的電子遷移率，因此是一種理想的基底材料。
　　光電化學(xué)傳感分析是一種廣泛應(yīng)用于檢測(cè)生物、化學(xué)分子的技術(shù)。在檢

2、測(cè)過(guò)程中，光用來(lái)誘導(dǎo)電荷在光電化學(xué)活性位點(diǎn)和電極之間轉(zhuǎn)移，電信號(hào)用來(lái)檢測(cè)生物、化學(xué)分子。與電化學(xué)技術(shù)和光學(xué)技術(shù)相比，光電化學(xué)傳感技術(shù)中光信號(hào)和電信號(hào)分離，因此具有較高的靈敏度和選擇性。
　　本論文探究了石墨烯-硫化物量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備及其在光電化學(xué)分析中的應(yīng)用，主要內(nèi)容如下:
　　(1)石墨烯-CdS量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備及在光電化學(xué)檢測(cè)葡萄糖中的應(yīng)用:乙酸鎘作為鎘源，硫脲作為硫源，聚丙烯酸作為分散劑，通過(guò)水熱法合成石墨烯-

3、CdS量子點(diǎn)復(fù)合材料。通過(guò)TEM、HRTEM、XRD、XPS、FTIR和UV-vis等手段對(duì)石墨烯-CdS量子點(diǎn)復(fù)合材料進(jìn)行表征，從TEM和HRTEM可以看出CdS量子點(diǎn)分布密集且均勻，粒徑大約為6nm。實(shí)驗(yàn)探究了該材料的光電化學(xué)性能，并用于檢測(cè)葡萄糖分子，檢測(cè)線性范圍為0.1-4mM，檢測(cè)限為7μM，并表現(xiàn)出很好的選擇性。
　　(2)石墨烯-CdS復(fù)合材料的制備及在光電化學(xué)檢測(cè)Cu2+中的應(yīng)用:PVP作為表面活性劑，硫酸鎘作為鎘

4、源，硫代硫酸鈉作為硫源，制備了石墨烯-CdS復(fù)合材料。從TEM可以看出CdS的粒徑大約為30nm，實(shí)驗(yàn)探究了該材料的光電化學(xué)性能，用于檢測(cè)銅離子，檢測(cè)線性范圍為10-80μM，檢測(cè)限為9.5nM。
　　(3)石墨烯-ZnxCd1-xS量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備及在光電化學(xué)檢測(cè)Cu2+中的應(yīng)用:利用一步水熱法制備了石墨烯-ZnxCd1-xS(x=0～1)量子點(diǎn)復(fù)合材料。調(diào)節(jié)鋅和鎘的比率(x=0～1)，復(fù)合材料禁帶寬度的變化范圍為(2.29

5、～3.61eV)，其對(duì)可見光有不同的吸收。實(shí)驗(yàn)證明石墨烯-Zn0.8Cd0.2S量子點(diǎn)復(fù)合材料修飾的ITO電極，在0.2V電壓條件下，氧化石墨烯的添加量為2mgGO時(shí)，表現(xiàn)出最大的光電流密度8.89μA/cm2。利用此材料制作為光電傳感電極，實(shí)現(xiàn)對(duì)Cu2+的檢測(cè)，檢測(cè)范圍為1-120μM，檢測(cè)限為6.5nM，表現(xiàn)出很好的選擇性。
　　(4)石墨烯-ZnS量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備及在光電化學(xué)檢測(cè)Hg2+中的應(yīng)用:利用溶劑熱法成功制備出了