论文部分内容阅读
石墨烯（Graphene）是一种新型的碳纳米材料，由单层碳原子紧密堆积而成，厚度仅为0.335nm，呈现出二维蜂窝状晶格结构。自从2004年被发现以来，由于其优异的物理化学性质而被广泛应用于聚合物复合材料、光电材料、生物医药、催化剂载体、电化学等领域。然而，一方面，石墨烯表面呈现惰性状态，致使其难以有效分散在极性或非极性的溶剂中；另一方面，石墨烯片层之间存在较强的π–π相互作用和范德华力，会引起不可逆的团聚难以打开，从而失去其特有的单层二维纳米片结构，制约了石墨烯的进一步研究和应用。因此，需要对石墨烯加以改性从而提高其在基质中的分散性、稳定性以及与其他材料的相容性，而石墨烯功能化就是途径之一。通过特定的化学基团或其它功能性组分的引入，可以赋予石墨烯更为独特的新性质，拓展其应用范围。本文的主要研究内容如下：1、分别制备了羧基化石墨烯（GRCOOH）、氨基化石墨烯（GRNH2）、羟基化石墨烯（GROH）、巯基化石墨烯（GRSH）四种修饰玻碳电极（GCE），在最佳条件下探讨了2.0×10-4mol/L肾上腺素（EP）在这四种修饰电极上的行为，其中羧基化石墨烯对EP的电催化性能最好。2、利用贵金属纳米粒子对羧基化石墨烯进行改进以提高其电化学性能。本文采用电沉积的方法分别制备了金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）、钯（Pd）纳米粒子（NPs）负载羧基化石墨烯（GRCOOH）修饰GCE,对比了四种修饰电极对2.2×10-4mol/L EP的电催化性能，并选择电催化性能较好的Au、Ag纳米粒子作为研究对象。3、制备了银纳米粒子负载羧基化石墨烯修饰玻碳电极（Ag NPs/GRCOOH/GCE），以DA和EP为探针，采用循环伏安法(CV)研究了该修饰电极上DA和EP的电化学行为，并探讨了羧基化石墨烯修饰剂量、沉积时间、溶液酸度、搅拌富集时间、扫描速度等对二者的影响；利用微分脉冲伏安法（DPV）测定了DA和EP的线性范围和检出限。结果表明：ipa与CDA在2.0×10-6~8.0×10-6mol/L和3.0×10-7~1.0×10-6mol/L范围内呈线性关系，线性回归方程分别为ipa（μA）=5.01+0.4157CDA（μmol/L），r=0.995；ipa（μA）=2.495+0.9544CDA（μmol/L），r=0.996，检出限达到2.4×10-8mol/L。 ipa与EP浓度在1.0×10-4~1.0×10-5mol/L和1.0×10-5~2.0×10-6mol/L呈良好的线性关系，线性回归方程分别为：ipa（μA）=0.3889+1.4668CEP（μmol/L），r=0.999；ip（aμA）=–0.2910+0.1924CEP（μmol/L），r=0.998，检出限为8.0×10-7mol/L（S/N=3）。另外，本文还将该修饰电极用于人血清的检测，得到了较好的结果。4、制备了金纳米粒子负载羧基化石墨烯修饰玻碳电极（Au NPs/GRCOOH/GCE），以DA和EP为探针，采用循环伏安法（CV）研究了该修饰电极上DA和EP的电化学行为，并探讨了沉积时间、溶液酸度、搅拌富集时间、扫描速度等对二者的影响；利用微分脉冲伏安法（DPV）测定了DA和EP的线性范围和检出限，分别为：氧化峰电流ipa（μA）=4.2676+0.2514CDA（μmol/L），r=0.997，ipa(μA)=–0.1290+0.1060CE（Pμmol/L），r=0.995；检出下限分别为1.8×10-8mol/L和4.5×10-8mol/L。在最佳条件下，利用该修饰电极对EP和尿酸（UA）进行了同时测定，在UA浓度高于EP100倍时不干扰测定。另外，本文还将该修饰电极用于人血清的检测，得到了较好的结果。