基于功能化石墨烯電化學傳感器的構筑及對黃酮的分析應用.pdf

1、石墨烯，由單層碳原子通過 sp2雜化緊密堆積而成的平面二維納米材料，具有大的比表面積，超快的電子傳遞速率及良好的生物相容性，是理想的電化學傳感材料。然而，由于石墨烯片層之間存在范德華作用力及強烈的π-π堆積作用，使石墨烯難分散、易團聚，這大大限制了石墨烯在電化學傳感器中的實際應用。通過石墨烯表面的功能化，可以有效提高其在水和其他溶劑中的溶解度和分散性，而且還可以利用功能化分子特殊的性質實現(xiàn)石墨烯與其它納米材料的復合和連接，從而賦予其更為

2、優(yōu)異的電催化活性。
　　本論文利用高分子聚合物對石墨烯進行表面功能化，并利用高分子化合物表面特殊的電性特征，將石墨烯與金屬納米材料復合起來，獲得高負載的石墨烯金屬納米材料復合物。通過納米復合材料的協(xié)同催化效應，構建了性能優(yōu)異的電化學傳感器，通過在黃酮類化合物檢測中的應用，探討了所構筑傳感器的性能和電催化機理，所獲結果對于高性能電化學傳感器的構筑及黃酮類化合物的高靈敏高選擇檢測提供了方法學的參考和依據(jù)。具體研究內容如下：
　　

3、1.基于PDDA-Gr納米復合材料電化學傳感器的構筑及對蘆丁的檢測
　　在還原氧化石墨烯（GO）的過程中加入陽離子聚電解質－聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDDA），制得了分散性好的 PDDA功能化石墨烯納米復合材料（PDDA-Gr）。通過透射電鏡（TEM）、X-射線衍射（XRD）、紅外光譜（FT-IR）和紫外-可見光譜（UV-Vis）對復合材料進行表征。利用滴涂法制備基于PDDA-Gr的電化學傳感器（ PDDA-Gr/GCE）。采用循

4、環(huán)伏安法（ CV）研究了蘆丁在PDDA-Gr/GCE上的電化學行為；探討了蘆丁在電極表面氧化還原的電催化機理；計算了修飾電極的表面積、蘆丁在電極表面的飽和吸附量和電極反應的動力學參數(shù)。結果表明，PDDA-Gr大的比表面積、快的電子轉移速率及對蘆丁強的富集作用是該電化學傳感器對蘆丁優(yōu)異電催化作用的主要原因。在優(yōu)化的實驗條件下，采用差示脈沖伏安法（DPV）建立了蘆丁的檢測方法。蘆丁的線性范圍為4.0×10-10~1.0×10-6 mol L

5、-1，檢測限為4.0×10-11 mol L-1。該方法成功用于血樣中蘆丁的檢測，回收率為95.0％-98.5%。
　　2.基于 AgNPs-PSS-Gr納米復合材料電化學傳感器的構筑及對蘆丁和槲皮素的同時檢測
　　在還原氧化石墨烯（GO）的過程中，加入電負性高聚物聚苯乙烯磺酸鈉（PSS），制備PSS功能化石墨烯（PSS-Gr）。利用PSS-Gr和Ag+之間的靜電作用，合成了石墨烯與納米銀的復合材料（AgNPs-PSS-Gr

6、）。利用紅外光譜（FT-IR）、紫外-可見光譜（UV-Vis）、X-射線衍射（XRD）和透射電鏡（TEM）對復合材料進行表征。通過滴涂法制備基于 AgNPs-PSS-Gr的電化學傳感器。該傳感器對蘆丁和槲皮素具有優(yōu)異的電催化性能和較高的選擇性，二者在該電極上的氧化峰電位差可達130 mV，從而可以實現(xiàn)二者的同時測定。在優(yōu)化的實驗條件下，采用 DPV建立了蘆丁和槲皮素同時檢測的方法，蘆丁的線性范圍為1.0×10-9~1.0×10-7 mo

7、l L-1，檢測限為2.0×10-10 mol L-1；槲皮素的線性范圍為1.0×10-8~1.0×10-6 mol L-1，檢測限為2.0×10-9 mol L-1。該傳感器成功應用于人體血漿樣品中蘆丁和槲皮素的同時檢測，回收率分別為81.2%-90.0%和87.5%-90.0%。3.基于CdTe-PDDA-Gr納米復合材料電化學傳感器的構筑及對葛根素的檢測
　　在還原氧化石墨烯（GO）的過程中，加入 PDDA和碲化鎘量子點（C

8、dTe QDs），利用帶正電的PDDA與荷負電的CdTe QDs量子點間的靜電自組裝作用，制得CdTe量子點修飾的PDDA功能化石墨烯納米復合材料（CdTe-PDDA-Gr）。利用紅外光譜（FT-IR）、X-射線衍射光譜（XRD）和透射電鏡（TEM）對復合材料進行表征。通過滴涂法制備基于 CdTe-PDDA-Gr的電化學傳感器（ CdTe-PDDA-Gr/GCE）。采用循環(huán)伏安法（ CV）研究了葛根素在CdTe-PDDA-Gr/GCE上

9、的電化學行為；探討了葛根素在電極表面氧化還原的電催化機理；計算了修飾電極的表面積和葛根素在電極表面的飽和吸附量。結果表明，CdTe-PDDA-Gr大的比表面積、超快的電子轉移速率及對葛根素的富集作用是該電化學傳感器對葛根素具有優(yōu)異電催化作用的主要原因。在優(yōu)化的實驗條件下，采用差示脈沖伏安法（DPV）建立了葛根素的檢測方法，葛根素的線性范圍為1.0×10-9~1.0×10-6 mol L-1，檢測限為6.0×10-10 mol L-1，此