基于石墨烯复合材料的电化学传感器制备及应用

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1、分类号：O643学号：201500369029硕士学位论文基于石墨烯复合材料的电化学传感器制备及应用PreparationandApplicationofElectrochemicalSenorsbasedonGrapheneComposites研究生姓名：王永聪指导教师：张培青教授潘大为研究员学科门类：工学专业名称：工业催化论文提交日期：2018年6月18日分类号：O643学号：201500369029硕士学位论文基于石墨烯复合材料的电化学传感器制备及应用PreparationandApplicati

2、onofElectrochemicalSenorsbasedonGrapheneComposites研究生姓名：王永聪指导教师：张培青教授潘大为研究员学科门类：工学专业名称：工业催化论文提交日期：2018年6月18日烟台大学硕士学位论文摘要石墨烯作为C原子组成的二维平面材料，具有良好的热学性能、机械性能和电子特性。氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）是石墨烯的衍生物，其表面含有丰富的含氧官能团，可以与其他材料制备石墨烯复合材料。石墨烯复合材料修饰的电极具有电子传递速率快、用量少、检出限低、稳定性

3、好等优点，能够用于不同的电化学检测体系，在电极修饰材料中扮演了很重要的角色。本论文以石墨烯为基础，制备了几种石墨烯复合材料并将其应用到电化学检测当中，结果表明，石墨烯复合材料作为传感器在电化学检测中具有很好的应用前景。研究内容主要包括以下几个方面：1.利用一步电沉积法合成了Co@Fe2O2CO3−rGO等几种材料修饰电极，采用SEM，TEM，XRD和XPS等方法对材料进行了表征。不同材料修饰电极对H2O2的循环伏安响应表明，Co@Fe2O2CO3−rGO复合材料对H2O2具有很好的响应。然后在对H2O2

4、的还原电位进行优化的基础上，Co@Fe2O2CO3−rGO复合材料修饰电极检测H2O2的线性范围为0.5956μmol/L，检测限为0.4μmol/L。检测体系中加入一定量的葡萄糖、抗坏血酸、尿酸等干扰物质，对H2O2的检测没有明显影响，说明该修饰电极的选择性较好、抗干扰能力强。2.利用多电势步骤沉积制备金/还原氧化石墨烯（Au/rGO）修饰电极用于检测Fe3+，对该电极进行了SEM和电化学表征。结果表明多电势步骤法可以用于石墨烯复合材料的制备，使用1−（2−吡啶偶氮基）−2−萘酚（PAN）作为络合剂

5、，对PAN的浓度、富集电位和富集时间进行优化，得到该复合材料修饰电极检测Fe3+的线性范围。同时，实际样品检测结果比较可靠。3.通过电聚合的方法制备了氧化石墨烯-聚苯胺的复合材料，并对其进行了形貌和电化学表征。结果显示，聚苯胺成功修饰到氧化石墨烯表面，呈密集的纤维状，修饰后的复合材料其电化学性能明显增强，对Pb2+有较好的响应，在电化学传感器中有很好的应用前景。关键词：石墨烯，复合材料，电化学传感器，电化学检测I摘要II烟台大学硕士学位论文AbstractGraphene,asatwo–dimensio

6、nalplanematerialwhichconsistsofCatoms,hasgoodthermalproperties,mechanicalpropertiesandelectricalproperties.Thederivativesofthegraphenemainlyincludegrapheneoxide(GO)andreducedgrapheneoxide(rGO),inwhichthesurfaceofthemcontainsrichoxygenousfunctionalgroupst

7、hosecancombinewithothercompositestoformgraphenecomposites.Graphenecompositesmodifiedelectrodeshavefastelectrontransferrate,lowconsumption,theadvantagesoflowdetectionlimit,andexcellentstability.Severalcompositematerialswerepreparedbasedongrapheneandapplie

8、dtotheelectrochemicaldetection.Theexperimentalresultsshowedthatthegraphenecompositematerialshavegoodapplicationprospectintheelectrochemicalsensor.Theresearchcontentmainlycontainsthefollowingseveralaspects:1.SynthesisofCo@F