基于石墨烯的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用.pdf

1、本論文采用改進(jìn)的Hummers法制備了石墨烯，通過(guò)XRD粉末衍射、拉曼光譜、SEM和TEM對(duì)石墨烯進(jìn)行了表征，并以此材料制備了石墨烯電極。以石墨烯電極為工作電極開(kāi)展了如下三方面的研究工作。
　　第一，制備和表征了石墨烯-淀粉電極，并開(kāi)展了應(yīng)用研究。XRD測(cè)試表明，淀粉具有A型、B型和V型結(jié)構(gòu)。B型結(jié)構(gòu)的淀粉具有左螺旋的立體結(jié)構(gòu)，其螺旋內(nèi)部疏水外部親水。研究表明，淀粉對(duì)碘單質(zhì)的識(shí)別是基于螺旋內(nèi)部空腔對(duì)碘單質(zhì)的疏水作用。而淀粉對(duì)碘離子

2、的識(shí)別是基于螺旋的溝槽對(duì)碘離子的親水作用。通過(guò)該電極對(duì)碘離子專(zhuān)一性的研究，我們首次提出了一種新的分子識(shí)別模式：溝槽識(shí)別模式。在此基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建了高度專(zhuān)一性的碘離子電化學(xué)傳感器。該傳感器的最低檢出限是6×10-7mol/L，線性范圍是1.0×10-6 mol/L到1.0×10-3mol/L。100倍的Cl-，200倍的Br-等陰離子不干擾測(cè)定。
　　第二，用石墨烯構(gòu)建了石墨烯-十二烷基硫酸鈉電化學(xué)界面。研究表明，十二烷基硫酸鈉表面

3、活性劑能聚集于石墨烯表面，形成了膠束，因此能顯著提高苯酚在電極表面的濃度，從而提高該電化學(xué)體系對(duì)苯酚分析的靈敏度。用該方法對(duì)模擬污染土壤中苯酚進(jìn)行測(cè)定，得到了滿意的結(jié)果。研究了十二烷基硫酸鈉與苯酚的作用機(jī)理，提出了“空間缺陷”模型，用“空間缺陷”模型解釋了十二烷基硫酸鈉膠束對(duì)苯酚的選擇性分子識(shí)別。
　　第三，合成了一種具有電活性的兩親分子表面活性劑N，N-二甲基二茂鐵甲基正十六烷基溴化銨(Fc16)，研究了石墨烯與該表面活性劑的作