电化学传感器因具有选择性好、灵敏度高、操作简单、成本低、分析速度快、易于微型化等优点,在环境监测、临床诊断、食品和医药工业等领域具有极其重要的应用价值。电极材料及其结构对实现灵敏、稳定的电化学检测至关重要。石墨烯(graphene)是由sp2杂化碳原子紧密堆积成的二维(two-dimensional,2D)单层片状碳质材料,由于导电性好、比表面积高等优点,而广受关注,被用作电极材料应用在电化学器件中,例如超级电容器、充放电锂离子电池、锂-氧气电池、燃料电池及电化学传感器。除二维石墨烯外,以泡沫镍为模板,通过化学气相沉积法(CVD)可以制备出具有大尺度、高质量的三维石墨烯(3D-G)材料。这种三维石墨烯材料完美的复制了泡沫镍的孔道贯穿结构。与传统的二维平面电极相比,这种3D石墨烯材料制备的三维石墨烯电极具有更大的表面积,快速的传质能力和低的电荷转移阻力等优点。基于3D石墨烯电极构筑新型高灵敏电化学传感器具有潜在优势。本论文以三维多孔石墨烯(3D-G)材料为基础碳电极,探索制备了两类新型无酶传感器构筑方法,并分别实现了对葡萄糖和过氧化氢的电化学检测。具体如下:1、基于三维多孔石墨烯电极构筑无酶葡萄糖电化学传感器,具体为:以三维石墨烯为无支载电极,用电沉积法在电极表面沉积金-普鲁士蓝(Au-PB)复合物。通过多巴胺(DA)碱性自聚和反应在3D-G/Au-PB电极上修饰一层聚多巴胺(pDA)层。利用pDA自身具有还原作用,还原氯金酸原位生成金纳米粒子(Au NPs)后,通过金硫键组装对巯基苯硼酸(MPBA)构筑了可用于葡萄糖检测的无酶电化学传感器(3D-G/Au-PB/pDA/Au NPs/MPBA)。MPBA与葡萄糖特异性结合后形成稳定的五元环硼酸酯,这一过程引起电极表面PB电化学信号发生变化,该变化与结合的葡萄糖浓度在一定范围内具有线性相关性,因而实现对葡萄糖的无酶电化学检测。利用电化学循环伏安法对3D-G/Au-PB/pDA/Au NPs/MPBA电极的构筑过程进行了表征并对检测条件进行了优化。考察了制备的传感器对葡萄糖的检测性能,检测线性范围为5.0x10-6 M-65.0x10-6 mol/L,检测限为1.5x10-6 mol/L。2、基于三维多孔石墨烯电极构筑了无酶过氧化氢(H2O2)电化学传感器,具体为:以三维石墨烯为无支载电极,通过电化学还原法在电极表面沉积Au NPs,通过Au-NH2键修饰硫堇(Th),构筑了用于检测过氧化氢的无酶电化学传感器。采用扫描电镜(SEM)、电化学等方法对传感电极的制备过程进行了表征,并考察了检测机理,检测机理为,以Th作为电化学活性组分直接电催化还原过氧化氢。Th将过氧化氢还原为水,自身被氧化变成氧化态,随后氧化态的硫堇从电极中得到电子,变成还原态。因此Th修饰三维石墨烯电化学传感器可直接应用于无酶过氧化氢检测。在最优实验条件下,制备的三维电化学传感器对H2O2具有快速响应,检测线性范围为0.2x10-6 mol/L-1.1x10-3 mol/L,检测灵敏度为227.8x10-6A/(mmol/L cm2),检测限为58x10-9 mol/L。