氧化石墨烯(go)和磺化氧化石墨烯(sgo)制备及其修饰电极电化学的研究

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1、摘要通过Hummers法合成了氧化石墨烯(GO)，并在氧化石墨烯基础上引入了磺酸基形成了磺化氧化石墨烯(SGO)。将肌红蛋白(Mb)，Nation和氧化石墨烯或磺化氧化石墨烯组装到玻碳电极上，形成了Mb．GO-Nation复合膜修饰电极和Mb．SGO-Nation复合膜修饰电极。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)对通过实验制备的氧化石墨烯和磺化氧化石墨烯进行了表征；采用紫外可见分光光谱(UV-vis)、循环伏安法(cv)、交流阻

2、抗法(ACImpedance)、方波伏安法(swv)、计时安培法等多种方法对Mb—GO-Nation复合膜修饰电极和Mb．SGO-Nafion复合膜修饰电极的制备及其性质进行了表征。这两种复合膜修饰电极对过氧化氢、氧气和亚硝酸盐的电化学催化性能也通过循环伏安进行了研究。并通过实验估算出有关电化学动力学的重要参数如电子转移速率常数(超)和式电位C酽’)等。通过对形态和官能团的表征，证明了在氧化石墨烯中引入了羧基、羟基和环氧基等氧化性基团；在磺化氧化石墨烯中引入了磺酸基和氧化性基团。紫外结果表明肌红蛋白在GO-Nation复合膜和

3、SG0-N瓶on复合膜上都可以保持其原有的结构。电化学实验表明，这两种复合膜修饰电极在相应的电解质溶液中均表现出较快的准可逆的氧化还原过程。该氧化还原反应在一定的范围内，氧化还原电对随着溶液的pH的增大而产生负移表明，该电子转移的过程中伴随着质子转移。对双氧水、氧气和亚硝酸钠的生物电催化反应证明了这两种修饰电极都具有较好的生物催化能力。关键词：电催化；肌红蛋白；Nafion；氧化石墨烯；磺化氧化石墨烯AbstractGrapheneoxide(GO)WassynthesizedwiththeHummersmethod，andi

4、twasintegratedwithsulfonicacidgrouptoformedsulfonicgrapheneoxide(SGO)．Thenmyoglobin(Mb)，NationandGOorSGOwereassembledintoaglasscarbonelectrodetoproducetheMb-GO-NafioncompositefilmmodifiedelectrodeandMb—SGO-Nafioncompositefilmmodifiedelectrode．Fouriertransforminfrare

5、d(FT-IR)spectra,Scanningelectronmicroscopy(SEM)measurements，X-rayphotoelectrospectrocopy(xPs)，differentialscanningcalorimetry(DSC)andthermogravimetry(TG)wereemployedtocharacterizetheGOandSGOproducedbyourexperiment．Ultraviolet-visibleAbsorptionSpectrometry(Uv·vis)，cy

6、clicvoltammetry(CV)，Alternatingcurrentimpedance(ACimpedance)，Square-WaveVoltammetry(swv)andamperometryweretakentocharacterizethefabricationprocedureandpropertiesofthesetwocompositefilms．ElectrocatalyticbehavioroftheMb··GO-NationfilmsandMb··SGO-Nafionfilmstowardhydro

7、genperoxide(H202)，oxygen(02)andsodiumnitriteOqaN09wasinvestigatedbyCV．Someimportantelectrochemicalkineticparameterssuch弱apparentheterogeneouselectron-transferrateconstant(毛)andformalpotential(酽。)wereestimatedbytheexperiment．砀eexperimentalresultshowedthatsomeoxidizin

8、ggroupsincludingcarboxylgroup，hydroxyandepoxygroupwereintroducedtotheGObythecharacterizationofthemorphologyandfunctionalgroup；andthesulfon