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基于石墨烯/聚酰亚胺功能材料的葡萄糖、苯二酚传感器及电催化性能研究

基于石墨烯/聚酰亚胺功能材料的葡萄糖、苯二酚传感器及电催化性...

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作者：沈璇兰州大学

学位级别：硕士

石墨烯/聚酰亚胺功能材料具有优良的导电性和机械性,并且柔韧性好、耐高低温、耐腐蚀,将其作为一种新型高分子导电电极,拓宽了修饰电极的范围,对电化学研究发展具有重大的科学意义和实用价值。本硕士论文以石墨烯/聚酰亚胺(PI/RGO)功能... 详细信息

石墨烯/聚酰亚胺功能材料具有优良的导电性和机械性,并且柔韧性好、耐高低温、耐腐蚀,将其作为一种新型高分子导电电极,拓宽了修饰电极的范围,对电化学研究发展具有重大的科学意义和实用价值。本硕士论文以石墨烯/聚酰亚胺(PI/RGO)功能材料为电极,用循环伏安法(CV)等技术制备了修饰电极;通过X射线衍射(XRD)、X射线光电谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征手段分析研究了所制备的修饰电极的构成、形貌和结构。主要内容包括:1.六角星形的CoS-MoS复合物的制备及其增强的电催化析氢性能研究以Co(NO)和(NH)[MoS]为前体,通过循环伏安法法在导电玻璃(ITO)电极表面制备了六角星形的CoS-MoS复合物。利用XRD、SEM、XPS对CoS-MoS复合物的结构进行了表征。所制备CoS-MoS/ITO的电催化析氢行为,证明CoS-MoS复合物电催化剂性能明显优于单独MoS的电催化性能。对比单纯的MoS,六角星形的CoS-MoS复合物拥有更大的比表面积;Co-S键的形成既增加了活性边缘的数目,又降低了结合能△GH。随后,以相同方法将CoS-MoS复合物分别沉积在聚酰亚胺/氧化还原石墨烯(PI/RGO)和PI/RGO-碳纳米管(PI/RGO-CNT)薄膜电极上,并且比较了三种不同基底上的CoS-MoS复合物的催化析氢性能。***/RGO电极上葡萄糖氧化酶吸附的aupd双金属复合物的制备及其对葡萄糖的传感性能研究通过电化学沉积在PI/RGO薄膜电极上制备了aupd双金属复合物。依赖于aupd双金属与PI/RGO薄膜电极之间的耦合作用,所制备的aupd/PI/RGO电极在H2O2测定方面表现出优良的电化学活性。在此基础上,将葡萄糖氧化酶(GOx)吸附在aupd/PI/RGO电极上制备得到GOx/aupd/PI/RGO生物电极,并用于葡萄糖的检测。采用计时电流法研究了葡萄糖在该生物电极上的电化学行为,该葡萄糖生物传感器线性范围较宽(0.024-4.6 mM)、响应时间短(3 s)。GOx/aupd/PI/RGO生物传感器成功应用于人类血清样品中葡萄糖含量的测定。***/RGO电极上Au纳米粒子的无电沉积及其对HQ和CC传感性能研究通过无电沉积在PI/RGO上制备Au纳米粒子(AuNPs),构建了PI/RGO-Au NPs电极用于对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)的检测。采取循环伏安法和微分脉冲伏安法研究了HQ和CC在PI/RGO-AuNPs电极上的电化学行为。最优条件下,在PI/RGO-AuNPs电极上,一定浓度范围内,响应电流与浓度呈线性关系,HQ和CC的线性浓度分别为:1-654μM,2-1289μM,检出限分别为:0.09μM,0.2μM。另外,该电极表现出优良的重现性,稳定性和再现性。PI/RGO-AuNPs电极用于自来水和黄河水的水样检测中,表现出满意的结果。

关键词： PI/RGO薄膜析氢反应传感器 MoS2 aupd双金属葡萄糖氧化酶 Au纳米粒子苯二酚

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