收藏本站
《西北师范大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

几种纳米复合材料修饰电极的制备及分析应用

石佩灵  
【摘要】:近年来,纳米材料因其大的比表面积、优良的生物相容性、小尺寸效应、强的电催化活性、良好的吸附能力和高稳定性等优点,被广泛应用于电化学传感器的研究中。尤其是石墨烯、碳纳米管、金属纳米颗粒、纳米核壳结构在生物及环境污染检测领域引起了研究者的广泛关注。电化学传感器因其成本低、操作简单、响应速度快、灵敏度高及选择性好等优点,已成为应用最为广泛的分析工具。本论文正是基于这些纳米材料的优点,采用石墨烯-碳纳米管复合材料、金纳米粒子/碳纳米管-四氨基苯基卟啉复合材料、金纳米粒子-碳纳米管/石墨烯复合材料、金银核壳-碳纳米管/还原氧化石墨烯复合材料等作为电极修饰材料,构建了一系列性能优良的电化学传感器。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱仪(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学分析技术等复合材料及其修饰电极的结构及其性能进行了表征,取得了以下研究成果:1.结合多壁碳纳米管(MWCNTs)和石墨烯(Gr)的优异的导电性,利用共价键合的方法制备了还原氧化石墨烯-碳纳米管复合材料Gr-MWCNTs,然后以简单的滴涂法构建了一种新型的电化学传感器Gr-MWCNTs/GCE,利用微分脉冲伏安法(DPV)、循环伏安法(CV)、计时电量法(CC)及交流阻抗法(EIS)等对AA、DA和UA在该修饰电极上的电化学行为进行了考察。结果表明,Gr-MWCNTs/GCE修饰电极对AA、DA和UA的氧化具有较强的电催化活性,三种物质的峰电位被很好地分开,能够实现AA、DA和UA的同时测定。在优化的实验条件下,AA、DA和UA的峰电流与其浓度分别在300.0~690.0μmol·L-1、1.0~240.0μmol·L-1和14.0~100.0μmol·L-1范围内呈现良好的线性关系,检测限分别为45.6μmol·L-1、0.47μmol·L-1和1.06μmol·L-1(S/N=3)。该修饰电极还具有良好的重现性及高的稳定性,有望应用于实际样品中AA、DA和UA的同时快速测定。2.首先制备了四氨基苯基卟啉(TAPP)修饰的多壁碳纳米管,然后利用滴涂法和恒电位沉积法构建了一种新型的Au NPs/MWCNTs-TAPP/GCE电化学传感器,对其结构、形貌和电化学性能进行了表征。研究结果表明,该修饰电极对对乙酰氨基酚(AMP)和对-氨基苯酚(AP)在该修饰电极上的氧化具有很强的电催化作用,在优化的实验条件下,氧化峰电流随AMP和AP浓度分别在4.5~500.0μmol·L-1和0.08~60.0μmol·L-1范围内呈良好的线性关系,检测限分别为0.44μmol·L-1和0.025μmol·L-1(S/N=3),同时该修饰电极还显示出优良的选择性和高的稳定性,可用于实际样品中AMP和AP的同时测定。3.通过简单的滴涂法将石墨烯、金纳米粒子修饰的碳纳米管修饰在玻碳电极表面,成功制备了一种新型的石墨烯/金纳米粒子-碳纳米管复合膜修饰电极(Gr/Au NPs-MWCNTs/GCE)。利用DPV和CV法对对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)在修饰电极上的电化学行为进行了考察。研究发现,该修饰电极对HQ和CC具有较强的催化和分离效果。在优化条件下,HQ和CC浓度分别在8.0~45.0μmol·L-1和4.0~52.0μmol·L-1范围内与其峰电流呈现良好的线性关系,其检测限分别为0.96μmol·L-1和0.63μmol·L-1(S/N=3)。将该方法用于环境污水中HQ和CC的检测,取得了满意结果。4.利用电化学还原的方法首先制备了还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极(REGO/GCE),然后将金银核壳纳米粒子-碳纳米管修饰在REGO/GCE电极表面,成功制备了金银核壳纳米粒子-碳纳米管/还原氧化石墨烯纳米复合膜修饰的电极(Au@Ag-MWCNTs/REGO/GCE),对其形貌和结构特性进行了表征。同时,采用CV和DPV法对壬基酚(4-NP)在修饰电极上的电化学行为进行了考察。实验结果表明,Au@Ag-MWCNTs/REGO/GCE对4-NP具有良好的电催化作用。在优化的实验条件下,4-NP的峰电流与浓度在2.0~110.0μmol·L-1范围内呈现良好的线性关系,其检测限为0.24μmol·L-1(S/N=3)。该修饰电极具有良好的选择性和稳定性,可用于环境污水中4-NP的检测。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O657.1;TB33;TP212

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张敬畅,刘慷,曹维良;纳米粒子的特性、应用及制备方法[J];石油化工高等学校学报;2001年02期
2 雷裕武,郭灿城,曾德璋;取代四苯基卟啉的催化合成[J];化学试剂;1994年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 崔敏;基于纳米材料的电化学传感器及其应用研究[D];北京理工大学;2014年
2 刘召娜;新型纳米结构材料在电化学传感器中的研究与应用[D];山东大学;2012年
3 马建国;Bergman环化反应在纳米复合材料合成[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李亚飞;基于核壳纳米材料的电化学传感器[D];湘潭大学;2016年
2 王飞;石墨烯—卟啉复合电极的制备及其电催化活性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
3 安富强;新型螯合吸附材料的制备及其对重金属离子吸附性能的研究[D];中北大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李丽;陈茜;刘焱;王科玲;;纳米银-铁氰化钾-鲁米诺化学发光体系测定大豆甙元[J];理化检验(化学分册);2015年10期
2 穆冀里;蒋武锋;董建君;郝素菊;张玉柱;;纳米铁粉的制备方法研究[J];粉末冶金工业;2014年02期
3 石文兵;;CeO_2纳米粒子催化鲁米诺-过氧化氢的化学发光特性[J];中国测试;2013年03期
4 杨建东;王都留;;卟啉及金属卟啉化合物的合成及应用研究进展[J];首都师范大学学报(自然科学版);2012年04期
5 石杰;范淑敏;吴静;康小慧;尹瑜静;王瑞勇;;生物法合成纳米金的研究进展[J];吉首大学学报(自然科学版);2012年03期
6 佘远斌;孙志成;;卟啉及金属卟啉类化合物的研究进展及展望[J];化学试剂;2011年09期
7 王雪;王兰英;魏永生;黄怡;张祖训;;蓝光有机存储染料研究进展[J];化学通报;2009年07期
8 周莉;臧树良;胡秀英;;纳米氧化锌的表面改性研究[J];石油化工高等学校学报;2009年02期
9 王海波;王正威;宋建新;郭灿城;;中位芳基吡唑卟啉荧光量子产率与分子结构的定量关系研究[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2007年03期
10 张正国;高艳阳;;室温固相法制备氧化锌纳米棒[J];山西化工;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张敏;功能化石墨烯电化学传感器检测烟碱类农药的研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 徐超;基于金团簇多模式成像及肿瘤标志物诊断的相关性研究[D];北京工业大学;2017年
3 张万庆;基于MOFs与导电剂组成的纳米复合材料在电化学传感器上的应用研究[D];郑州大学;2017年
4 陈梁;碳纳米材料的后续掺杂改性及其在氧还原和锂硫电池中的应用研究[D];湖南大学;2017年
5 简锦明;基于微纳结构电极界面可控组装的水产品质量安全检测传感器研究[D];浙江大学;2017年
6 王玮;基于二氧化钛纳米管阵列酶电极的制备及其应用研究[D];东南大学;2015年
7 黎作鹏;体域纳米网络关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
8 薛瑞;纳米材料电化学传感界面的构建及农药残留检测应用[D];北京工业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘媛;基于新型纳米材料电化学传感器的制备及其应用技术研究[D];宁波大学;2018年
2 张永朝;Fe_3O_4纳米材料的制备及其在DA电化学传感器的应用[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 李营营;氧化石墨烯与锰卟啉复合物的制备及其催化性能研究[D];湖南大学;2018年
4 袁健;基于二维金属氢氧化物复合材料的无酶传感器研究[D];湘潭大学;2018年
5 石佩灵;几种纳米复合材料修饰电极的制备及分析应用[D];西北师范大学;2018年
6 刘颖;功能化咪唑基离子液体的制备及其在氧气传感器中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
7 孙波;脉冲交流电凝絮含铬废水及吸附机理的研究[D];湘潭大学;2017年
8 孙美玲;钴酞菁修饰石墨烯复合材料制备及其电催化性能研究[D];辽宁大学;2017年
9 赵静;电化学传感器在黄曲霉产毒机制研究中的应用[D];西南大学;2017年
10 王艳君;炭前驱体改性材料的制备及其对金属离子吸附性能的研究[D];中北大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹维良,张敬畅,石锦华,于定新;超微粒子氧化铁的制备研究[J];应用科学学报;2000年02期
2 王玉红,郭锴,陈建峰,郑冲;超重力技术及其应用[J];金属矿山;1999年04期
3 张敬畅,曹维良,于定新,石锦华,窦正仓;超临界流体干燥法制备纳米级TiO_2的研究[J];无机材料学报;1999年01期
4 张敬畅,曹维良,单伟力,李梦波;激光热解法制备多组分铁基超微粒子催化剂及催化性能评价[J];催化学报;1998年01期
5 钟子宜,曹学强,曾跃,颜其洁,傅献彩;纳米钙钛矿型氧化物LaFe_(1-y)Al_yO_(3-λ)制备及催化性能[J];分子催化;1997年02期
6 李春燕,李懋强;TiO_2的溶胶-凝胶过程研究[J];硅酸盐学报;1996年03期
7 张玉龙,王欢,邓景发;真空冷冻干燥法制备CuO-ZnO-Al_2O_3合成甲醇催化剂[J];燃料化学学报;1994年03期
8 胡黎明,李春忠,陈敏恒,袁渭康;工业反应过程的开发方法Ⅺ.CVD法超细粒子粒度控制方法[J];石油化工;1994年06期
9 郭灿城;何兴涛;邹纲要;;合成四苯基卟啉及其衍生物的新方法[J];有机化学;1991年04期
10 陈德麒;刘恒椽;;卟啉类化合物的合成——Ⅰ.meso-(羟基苯)卟啉合成的研究[J];化学试剂;1991年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王颖;石墨烯传感界面的构建及其在纳米生物分析中的应用[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 井瑞;电化学交流阻抗多肽生物传感器的研究[D];陕西师范大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马心英;陈美凤;李方珍;;聚缬氨酸修饰电极伏安法测定曲酸[J];食品与发酵工业;2014年01期
2 王晓岗;李原芃;赵超;许新华;;树枝状铜修饰电极同时测定酪氨酸和苏氨酸[J];化学世界;2014年07期
3 王永燎;刘峥;;配合物修饰电极的制备及其在环境和生物分析中的应用[J];理化检验(化学分册);2010年08期
4 冯辉;周谷珍;李永红;孙元喜;;利用壳聚糖碳糊修饰电极测定碘[J];湖南文理学院学报(自然科学版);2008年01期
5 张胜义,赵亮,倪诗圣,吴守国;硫氮氧杂大环汞修饰电极的研究[J];中国科学技术大学学报;1996年02期
6 金利通,周满水,史占玲,刘彤;C_(60)修饰电极电位传感器对十六烷基三甲基溴化铵的检测和应用研究[J];分析化学;1995年02期
7 方禹之,李元生,金利通;酒石酸修饰电极及其铜的溶出伏安法研究[J];高等学校化学学报;1988年01期
8 乔文建,李桂玲,邹坤;8-羟基喹啉修饰电极阳极溶出伏安法测定人体中痕量锌[J];同济医科大学学报;1988年03期
9 Patriarche GJ ,邱在峰;修饰电极新动向:在药物分析中的应用[J];国外医学.药学分册;1988年01期
10 方禹之;韦茹;何品刚;金利通;;TOPO修饰电极电位溶出法测定水中Sb(Ⅲ)[J];分析试验室;1988年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢小泉;;巯基卟啉修饰电极和小波分析的应用研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
2 王辉;林德文;杨培慧;蔡怀鸿;;基于聚苯胺纳米纤维修饰电极对亚硝酸盐以及抗坏血酸的检测[A];《分析测试学报》2010年11月增刊3——第四届广东省分析化学研讨会论文集[C];2010年
3 张燕舞;周婀成;李一峻;何锡文;;碳纳米管-铁酸盐复合物修饰电极的制备及其用于葡萄糖的检测[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第04分会:纳米生物传感新方法[C];2014年
4 黄秀玲;刘慧宏;;过氧化氢酶修饰电极在有机/水混合溶液中的分析应用[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
5 李德兰;邹向勤;沈青;董绍俊;;碳纳米管-十六烷基三甲基溴化铵纳米复合体修饰电极检测核酸[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
6 薛齐;姜磊;;二氧化铈修饰电极电化学沉积纳米金构建无酶葡萄糖传感器[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第八分会:稀土材料化学及应用[C];2016年
7 段香芝;张嫚;许春萱;;多巴胺在乙炔黑/L-半胱氨酸修饰电极上的电化学行为研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第四分会:生物分析和生物传感[C];2016年
8 高晓路;李竞草;宋雪燕;沈和平;张宏;;基于海藻酸钠/介孔碳修饰电极选择性测定多巴胺[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第四分会:生物分析和生物传感[C];2016年
9 苏碧玲;汤娟;李群芳;唐点平;;基于石墨烯/纳米银/纳米金修饰电极及纳米金-二氧化钛作标记甲胎蛋白电流型免疫传感器研究[A];第十一届全国电分析化学会议论文摘要(3)[C];2011年
10 褚晓晨;杨妍;肖春辉;张小华;陈金华;;基于钯纳米颗粒/空心掺氮碳微球修饰电极的葡萄糖非酶检测[A];第十一届全国电分析化学会议论文摘要(2)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹旭妮;纳米材料修饰电极及其在电分析化学中的应用研究[D];华东师范大学;2004年
2 田利;过渡金属化合物修饰电极的研究[D];吉林大学;2005年
3 张秀玲;聚吡咯纳米线修饰电极的电催化研究—硝酸根离子的电催化还原[D];天津大学;2006年
4 李艳彩;TiO_2溶胶—凝胶膜电极和贵金属纳米粒子多层膜的组装及分析应用[D];吉林大学;2007年
5 涂新满;聚合物修饰电极的压电电化学研究及其在生物分析中的应用[D];湖南师范大学;2007年
6 杨平华;碳纳米管复合材料修饰电极的制备及其分析应用研究[D];湖南大学;2007年
7 刘爱荣;氢酶有序复合体系的组装及其性质研究[D];复旦大学;2007年
8 康广凤;核酸修饰电极生物传感器与活体大脑的电化学探测[D];中国科学技术大学;2007年
9 王春燕;聚合物薄膜修饰电极的制备及在电化学分析中的应用[D];长春理工大学;2011年
10 郭伟华;多酸基复合修饰电极的制备及其电催化和光电催化性能研究[D];东北师范大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢云;聚谷氨酸/杂多核金属氰桥配位聚合物复合修饰电极在食品分析中的应用研究[D];西北师范大学;2018年
2 石佩灵;几种纳米复合材料修饰电极的制备及分析应用[D];西北师范大学;2018年
3 刘明;新型金纳米修饰电极的制备及其在海水铜检测分析中的应用[D];山东师范大学;2018年
4 刘峰;离子液体及氮掺杂碳纳米管修饰电极用于含氮小分子的电化学检测[D];长沙理工大学;2017年
5 文作瑞;四种纳米材料修饰电极在蛋白质传感器中的应用研究[D];海南师范大学;2018年
6 高新;纳米粒子、介孔碳复合材料修饰电极的制备及其在神经递质分子定量检测中的应用[D];西南大学;2018年
7 魏文波;新型过渡金属纳米复合材料修饰电极的构筑及其应用研究[D];西安建筑科技大学;2018年
8 王艳妮;基于碳纳米材料及生物分子聚合物修饰电极的制备及其分析应用[D];西北师范大学;2017年
9 刘晓鹏;还原石墨烯—纳米过渡金属氧化物共修饰电极的构建及偶氮色素的电化学检测研究[D];湖南工业大学;2018年
10 王丽然;纳米材料修饰电极的制备及在食品检测中的应用[D];河北科技大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026