石墨烯纳米复合材料在电化学传感器中的应用研究

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1、＿石墨烯纳米复合材料在电化学传感器中的应用研究ａ－ＡｉｆｈｅｎｅｉｅｓｏｒｐｐｌｉｃｔｏｎｏＧｒａｐｂａｓｅｄＮａｎｏｃｏｍｐｏｓｔｆＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｅｎｓｏｒｓ作者姓名：＿晓义：．专业名称分析化学研究方向：生物与纳米电分析化学指导教师：张志权教授学位类别：理学博士培养单位：化学学院论文答辩日期：２０１８年０６月０４曰授予学位日期：年月曰论文评阅人：答辩委员会组成：姓名职称工作单位姓名职称工作单位盲审专家正高级华南理工大学主席郭黎平教授东北师范大学盲审专家正高级清华大

2、学委员牛利研究员长春应用化学研究所盲审专家正高级南京大学苏星光教授吉林大学宋文波教授吉林大学贾琼教授吉林大学丁兰教授吉林大学张志权教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士或硕士）学位论文原创性声明（？．本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已

3、经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作。品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：７０２年６月ｔ曰（摘要石墨烯纳米复合材料在电化学传感器中的应用研究摘要电化学传感器具有响应快速、检测限低、灵敏度高、易操作等优势，是分析化学领域中一种极为常见的检测装置。电极修饰材料能够有效地提高传感器的选择性和灵敏度，，因此研发新型修饰材料成为电化学传感器领域中最为重要的研究课题。一石墨烯是种二维蜂巢结构的碳

4、材料，具有优良的导电能力、大的比表面积、良好的生物兼容性以及超强的机械强度等优点，石。近年来墨烯常被用作基体合成复合功能材料，这不仅有效地结合了各个组分的优势，而且体系内引入的协同作用使复合物具备更为优异的电化学性能。金属卟啉材料可用来模拟，生物氧化酶并且可以通过功能化来优化自身的结构和性能，展现了出色的稳定性和电催化活性。采用电聚合法将卟啉材料聚合到电极表面后，再与石墨烯。进行复合，提高了卟啉材料的导电能力，进而提升了传感器的选择性和灵敏度金属硫化物拥有比导电聚合物更好的循环稳定性，并且随着材料纳米化以及形貌结构的多变，使其具备更为广阔

5、的应用前景。单独金属硫化物纳米材料在合成过程中易发生团聚，将石墨烯作为载体用以支撑生成的纳米，故在此基础上结构，从而制备出结构多样，、形貌可控、性能多变的纳米复合材料。然后将合成的复合物用于构建电化学传感器，提高了方法的灵敏度和选择性。综上所－－述，本文分别从石墨烯金属卟啉材料和石墨稀金属硫化物复合材料两方面出发，构建电化学生物传感器并对多巴胺和葡萄糖分子进行分析与检测。一－１５０１５２０．通种星型分子，１五氟苯过引入氟原子合成了，，，四（－２１ＨＨ－ＦＴＦＰＰ２３卟啉氯化铁ｅ，并利用电聚合法在电极表面合成了ＦｅＴＦＰＰ基），（）一聚合

6、物。此膜具有以下三个作用：第，通过氟原子与多巴胺之间的氢键作用识别目标分子，，；第二模拟细胞色素酶Ｐ４５０，为反应提供仿生环境；第三中心金属三价铁对多巴胺有着优异的电催化能力。然后，将石墨烯与聚合膜复合用以构筑多巴胺传感器。由于石墨烯与和聚合物之间的协同催化作用，使得电信号得到了放大。因此，传感器可实现多巴胺的快速灵敏检测，具有良好的重Ｉ吉林大学博士学位论文现性。、稳定性和选择性－２－－．通过引入脯氨酸分子合成了新型尾式金属卟啉，５对（４Ｌ脯氨酸丙氧［－－Ｎ基）苯基ｌ〇１５２０三苯基镍卟啉ＮｉＴＢＬＰＰ。ｉＴＢＬＰＰ］，，（ｙ）利

7、用电聚合法制备ｙ。膜，并将其与石墨烯复合构建多巴胺传感器脯氨酸的引入调整了卟琳的能量水平和电子结构，有效地促进了多巴胺的催化过程，。此外脯氨酸与卟啉环以一步放大了多巴胺的响应信号及石墨稀与聚合物膜之间的协同作用进。传感器－的线性范围为０．０１２００１０ｎｐＭ，检测限为．４Ｍ。－３．采用水热合成法制备了石墨稀硫化铜纳米片复合物（ｒＧＯ／ＣｕＳＮＦｓ），并将其应用于构建无酶葡萄糖传感器。ｒＧＯ／ＣｕＳＮＦｓ有效地结合了石墨烯大的比表面积、优异的导电性以及ＣｕＳ纳米片较高催化能力的优点，充分展现了对葡萄糖氧化过程