氮摻雜還原氧化石墨烯-多形貌Nano-Cu2O電極材料及其葡萄糖的電化學檢測.pdf

1、糖尿病是因體內(nèi)分泌胰島素的胰腺組織功能發(fā)生障礙，引起機體新陳代謝失調(diào)，造成體內(nèi)血糖濃度偏高的一種慢性疾病。長期的高血糖會造成全身各個組織器官發(fā)生病變，導致并發(fā)癥的發(fā)生。每年都會有近422萬人死于糖尿病。臨床試驗表明，嚴格控制血糖含量可以有效降低糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)生的機率。因此，血糖的監(jiān)控與測定對糖尿病的治療有重要意義。而電化學方法檢測葡萄糖濃度具有操作簡便、靈敏度高、穩(wěn)定性強以及成本低等特點，使其被廣泛應用于血糖檢測中。
　　納米

2、材料的應用為電化學葡萄糖傳感器性能的改善提供了新的材料。納米氧化亞銅是直接帶隙達到2.17eV的P型半導體，其在光電催化、生物傳感器、太陽能光電轉換等領域都有著廣泛的應用。氧化亞銅的宏觀物理、化學性質(zhì)是由其形貌和粒徑尺寸所決定的，而通過改變實驗條件可以影響晶體的晶面生長速率，進而合成出具有不同性質(zhì)的多形貌的氧化亞銅納米粒子。而石墨烯具有大的比表面積、導電性強等特點，能夠加快電子間的轉移速率，是理想的碳載體材料。并且對石墨烯進行改性處理，

3、在石墨烯活性位點的電化學行為，而摻雜石墨烯與金屬氧化物結合形成的復合材料，可以進一步提高葡萄糖傳感器的電催化活性。
　　本文以氨為氮源，經(jīng)高溫摻雜得到氮摻雜還原氧化石墨烯作為碳載體，采用化學沉淀法在氮摻雜還原氧化石墨烯表面負載八面體納米氧化亞銅、立方體納米氧化亞銅和鏤空球形納米氧化亞銅，形成多形貌的Cu2O/N-rGO納米復合材料。使用XRD、SEM、FT-IR、XPS等手段對氮摻雜還原氧化石墨烯及其與多形貌納米氧化亞銅結合的復合

4、材料的組成、形貌和結構進行表征分析，并構建成無酶型葡萄糖傳感器，對葡萄糖的電催化氧化性能及電化學行為進行了探究。研究得出以下主要結論：
　　⑴氮摻雜還原氧化石墨烯的制備。先采用改良的Hummers方法制備出氧化石墨，再對氧化石墨溶液進行超聲剝離處理得到氧化石墨烯，以濃氨水為氮源，通過N2流攜帶著氨與氧化石墨烯混合后，在高溫下對混合物進行熱處理。在此過程中，氧化石墨烯表面的含氧官能團發(fā)生分解、脫離形成活性中心，與濃氨水發(fā)生相互作用，

5、從而實現(xiàn)氮的摻雜，同時氧化石墨烯在高溫下被還原成為還原氧化石墨烯，最終得到氮摻雜還原氧化石墨烯。
　　⑵探究合成多形貌氧化亞銅的最佳實驗方案。使用化學沉淀法，以硫酸銅為原料，使用三種還原劑（水合肼、抗壞血酸和鹽酸羥胺）在不添加表面活性劑的條件下，通過改變NaOH的濃度來影響氧化亞銅的晶體晶面的生長速率，最終合成多種形貌的氧化亞銅。通過XRD、SEM等手段來確定出最佳還原劑和實驗方案，即以水合肼為還原劑合成出形貌規(guī)則、粒徑大小均一的

6、多形貌納米氧化亞銅（八面體、立方體和鏤空球形）。
　　⑶多形貌Cu2O/N-rGO納米復合材料的電化學測試。采用化學沉淀法制備出多形貌Cu2O/N-rGO納米復合材料，并將其作為無酶型葡萄糖傳感器的電極修飾材料。使用電化學工作站檢測其對葡萄糖的催化活性，采用循環(huán)伏安法、交流阻抗法和計時電流法對復合材料的催化性能進行檢測，并比較了八面體、立方體和鏤空球形-Cu2O/N-rGO修飾電極對葡萄糖的催化性能。結果表明Cu2O/N-rGO納