石墨烯和稀土納米材料的制備及其在電化學傳感器中的應用.pdf

1、納米材料獨特的物理化學性質，使得其在化學分析、生物醫藥、電子器件等領域得到了廣泛應用。隨著納米科技的飛速發展，稀土納米材料、石墨烯及其衍生物的制備也得到了快速發展，因其具有比表面積大、催化性能高、生物相容性好等優越的電化學性質，成為構建電化學傳感器的新穎納米材料。電化學傳感器作為一種重要的化學分析檢測技術，具有靈敏度高、穩定性好、抗干擾能力強、操作簡單等優點，已被廣泛應用在環境檢測、醫藥分析、食品安全等領域。本論文基于納米材料構建新型傳

2、感器，應用于分子、離子等的分析檢測中。
　　本研究主要內容包括：⑴通過水熱法制備稀土納米化合物-Er2O3。將Er2O3、氧化石墨烯（GO）和葡萄糖氧化酶（GOD）充分混合后固載在玻碳（GC）電極表面，制備出新型葡萄糖電化學生物傳感器。利用SEM和XRD技術對Er2O3和GO納米材料進行表征。采用循環伏安（CV）和電化學交流阻抗（EIS）技術對不同修飾電極進行表征，表明Er2O3能有效的保持GOD的生物活性并提高其電子轉移速率。由

3、于Er2O3和GO的協同作用，使得該生物傳感器出現一對明顯的氧化還原峰，并進一步提高了GOD和電極間的電子轉移速率。當葡萄糖的濃度在1~10mM范圍內時，該電化學傳感器表現出良好的線性關系。此外，該電化學生物傳感器具有穩定性好、檢測范圍寬、成本低等特點。⑵采用水熱法制備納米 HoPO4（n-HoPO4），并利用 SEM、EDS對其進行形貌表征和元素組成分析。將n-HoPO4、血紅蛋白（Hb）充分混合后，滴涂在GC電極表面，成功制備出一種

4、H2O2電化學生物傳感器。采用CV和EIS技術對不同修飾電極進行表征，結果表明，Hb/n-HoPO4/GC電極對H2O2具有良好的電催化性；n-HoPO4具有良好的導電性、生物相容性，可以促進Hb與工作電極間的電子轉移速率。在優化實驗測試條件下，當H2O2在50～1000μM濃度范圍內時，該電化學生物傳感器表現出良好的線性關系，相關系數R2=0.998，最低檢出限為16.67μM（S/N=3）。此外，該電化學生物傳感器具有良好的電催化性

5、、寬的檢測范圍、強的抗干擾能力等特點，可用于H2O2的檢測。⑶將石墨烯量子點（GQDs）固載在裸玻碳電極表面形成石墨烯量子點修飾膜，制備出一種新型的亞硝酸鹽（NO2-）電化學傳感器。利用 TEM和 XRD對石墨烯量子點材料進行表征；采用CV、DPV和i-t技術研究NO2-在石墨烯量子點修飾電極表面的電化學行為。實驗結果表明，該電化學傳感器對NO2-具有良好的電催化氧化性，并在其濃度1～29μM范圍時表現出良好的線性關系，最低檢出限為3.

6、33×10-7M（S/N=3）。此外，該電化學傳感器具有檢測范圍寬、檢出限低、選擇性好和抗干擾能力強等優點。⑷采用水熱法合成納米 Dy2(WO4)3，并通過原位還原氯金酸制備Au-Dy2(WO4)3納米復合材料，利用UV、TEM對制備的材料進行表征。將Au-Dy2(WO4)3滴涂在GC電極表面，制備出一種新型電化學傳感器，采用CV法對修飾電極的制備過程進行了表征。采用 DPV法研究 UA、NO2-在修飾電極上的電化學行為。結果表明，該電