基于石墨烯復合膜的亞硝酸鹽電化學傳感器.pdf

1、亞硝酸鹽(Nitrite,NO2-)普遍存在于天然土壤和水質中，是一種重要的工業原料和食品添加劑。在工業和生活中的用途非常廣泛，可被用作漂染劑、熱處理劑、緩蝕劑、解毒劑、增色劑、防微生物劑，甚至是藥物。從對人類健康影響的角度考慮，NO2-具有兩面性：一方面，已有文獻報道NO2-可以作為治療心腦血管類疾病的藥物；另一方面，大量研究證明，攝入過量的NO2-會導致人體亞硝酸鹽急性中毒，長期食入NO2-會引起人體消化道器官發生癌變。因此，嚴格監

2、測水質和食品中NO2-的含量有助于保證人們的飲食安全和生活質量。已報道的NO2-檢測方法有很多種，而電化學傳感法因具有靈敏度高、響應快，能夠對NO2-進行實時和在線檢測等優點受到了廣大分析化學工作者的密切關注，其中，用化學修飾劑修飾電極制備的NO2-電化學傳感器的應用最為廣泛。通過在電極上修飾性質優異的化學材料可以提高所制備傳感器的各項性能，因此，尋找分子敏感性和導電性都更好的電極修飾材料，成為了制備靈敏度更高、選擇性更好的NO2-電化

3、學傳感器的關鍵所在。
　　石墨烯(Graphene)是一種2004年才成功制備出的具有高比表面積和二維結構的碳納米材料，其獨特的結構使其具有優異的電學、力學、光學和熱學等性能，因而其在材料科學中的應用備受關注。氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)的表面分布著很多含氧基團，這些含氧基團使GO的生物相容性和水溶液穩定性非常優異，經過功能化修飾的GO還具有很好的電催化活性，因而功能化的GO被作為化學修飾材料廣泛地應用于生物醫

4、學領域。
　　聚合物薄膜因其優異的導電性、穩定性、催化活性以及選擇性等化學特性亦被作為化學修飾劑廣泛地應用于電化學分析領域。導電高分子和有機染料分子常被作為聚合物薄膜用于修飾電極。導電高分子具有很強的電催化活性和巨大的比表面積，能夠和復合物形成共軛結構；有機染料分子含有很多不飽和基團和共軛π鍵，能夠和待檢測物質形成超分子化合物，二者都有助于提高復合材料修飾電極的選擇性和靈敏度。常用的聚合物有聚吡咯、聚乙烯類、聚苯胺、聚溴酚藍、聚中

5、性紅、聚剛果紅、聚亞甲基藍以及聚偶氮胭脂紅等。香蘭素(Vanillin,VN)是一種重要的食用香料，因具有良好的催化活性、導電性和選擇性，常被用作印制線路板的導電劑以及檢驗蛋白質等其他化學物質的分析試劑，但是目前還沒有將聚香蘭素薄膜作為電極修飾劑的相關文獻報道。
　　本論文中，結合GO的高表面活性和PVN的高選擇性，我們構建了基于GO和PVN復合膜修飾電極的新型NO2-電化學傳感器。通過滴涂成膜和在線電聚合兩種方法，分別將GO和P

6、VN修飾到玻碳電極(GCE)表面，制備出基于PVN-GO復合膜修飾GCE的NO2-電化學傳感器。用線性伏安法對NO2-的氧化機理進行了研究，研究表明，PVN-GO復合膜能夠很好的催化NO2-的電化學氧化。用掃描電鏡技術和交流阻抗技術對PVN-GO復合膜進行了表征，探討了其表面形貌和電導性，效果良好。在實驗中，我們對GO的滴涂量、PVN的厚度、緩沖溶液的pH值、工作電極的富集電位以及富集時間等實驗條件做了優化。在最優條件下，檢測已知NO2