新型石墨烯复合材料的制备及其在电化学领域的应用

作     者：李引弟 

作者单位：华东交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑龙珍

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：石墨烯 多巴胺 Pt纳米颗粒 修饰电极 

摘      要：石墨烯是新发现的二维碳质材料，具有优良的力学、电学、光学、热学性质，成为近几年材料领域研究的热点之一。然而在没有保护剂存在时，化学还原的石墨烯之间由于存在范德华作用力而容易发生聚集，限制了其进一步研究和应用。本文致力于研究简便、易行的制备石墨烯的方法，并将其应用于电化学生物传感器的制备中。主要内容如下： 1.合成具有仿生功能的石墨烯-聚多巴胺纳米材料，将其与辣根过氧化酶组装到电极表面，以对苯二酚为电子媒介体制备HO传感器。该修饰电极对HO具有良好的电催化活性，检测的线性范围为5.0×10.3×10mol L，检测限为3.7×10mol L。 2.采用滴涂法制备石墨烯-聚多巴胺/Nafion修饰电极，可以将邻苯二酚和对苯二酚的氧化峰分开约103mV，实现对邻苯二酚和对苯二酚的同时测定。固定对苯二酚浓度为5.0×10mol L时，邻苯二酚的氧化峰电流与浓度在1.0×10.5×10mol L范围内呈现良好的线性关系，检测限为7.4×10mol L。固定邻苯二酚浓度为5.0×10mol L时，对苯二酚的氧化峰电流与浓度在1.0×10.3×10molL范围内呈现良好的线性关系，检测极限为6.2×10mol L。同时测定时两者的浓度范围均为1×10.3×10molL，检测限为7.2×10molL。该修饰电极应用于水中邻苯二酚和对苯二酚的同时测定具有较高的选择性。 3.采用电化学还原的方法一步电沉积制备石墨烯-Pt纳米复合材料修饰电极，找到了一种简单，绿色制备石墨烯-金属纳米粒子复合材料的新方法。与纯石墨烯修饰电极相比，该修饰电极对抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)、尿酸(UA)表现出更高的电催化活性。采用循环伏安法(CV)研究三种物质的电化学性质可以看到三个明显分离的氧化峰，其峰电位差分别为：AA-DA187mV、DA-UA288mV、AA-UA343mV。由于石墨烯-Pt极高的导电性，使其在电分析领域的应用更为广泛。