几种功能化石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学传感研究

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1、硕士学位论文几种功能化石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学传感研究学科专业分析化学学位类型科学学位□专业学位研究生姓名黄娜导师姓名、职称刘美玲副教授论文编号S1602721湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一六年五月湖南师范大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己络注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作晶成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

2、－学位论文作者签名：脅刘的（年月日ｆ／《湖南师范大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。同意学校保磬并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可Ｌ乂将本学位论文的全部或部分巧容编入有关数据库进行检索、，可从采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，。年解密后适用本授权书：＾２、不保密ｆｓＺ＂＂（请在Ｌ

3、乂上相应方框内打Ｖ）畫饲《＜作者签雀：曰期：年月处曰［导师签雀：少义（／ｙ曰期：告年＾月（术曰、分类号密级学校代码10542学号201302120962几种功能化石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学传感研究PreparationofSeveralFunctionalizedGrapheneNanocompositesandTheirapplicationinElectrochemicalSensing研究生姓名黄娜指导教师姓名、职称刘美玲副教授学科专业分析化学研究方向电化学生物传感湖南师范大学学位评定委员会办公室二

4、零一六年五月摘要电化学传感器具有灵敏度高、操作简便、检测速度快、不需要复杂前处理、成本低等优点，因此在分析化学领域被广泛应用。纳米材料因其优良和独特的性能而被研究者大量研究，并在工业、材料、生物、物理、化学等学科和领域都发挥着重要作用。将纳米材料应用在电化学生物传感中，能够很好地提高响应速率，拓宽线性范围，降低检测限，增强稳定性等。石墨烯因其特殊的二维层状结构和优异的光学、电学、热学、力学性能而受到科研工作者的关注。基于此，本论文以石墨烯为主体，设计并且合成了几种功能化石墨烯纳米复合材料，利用各种手段对功能化石墨烯纳米复合材料的形貌、

5、结构、导电性等进行了表征，并研究了这些复合材料修饰电极在电化学传感方面的应用。主要工作内容如下：1.将一种新型的二茂铁衍生物（Fc-NH2）共价键合到氧化石墨烯（GO）表面，制备了新型二茂铁衍生物功能化的氧化石墨烯（GO-Fc-NH2）。通过电化学法，将此复合物与氯金酸（HAuCl4）共还原电沉积到玻碳电极表面（GCE）制备了rGO-Fc-NH2/AuNPs/GCE。rGO-Fc-NH2/AuNPs纳米复合膜不但拥有良好的导电性和生物相容性，而且可以有效地防止电子媒介体二茂铁衍生物从电极表面泄漏到溶液中。该材料同时拥有纳米材料和电子媒

6、介体的优点。利用纳米材料和电子媒介体的协同催化效应、纳米复合材料大的比表面积以及对双酚A（BPA）的吸附和富集作用，成功构建了一个用于超灵敏检测BPA的电化学传感平台。因此，将电子媒介体修饰在纳米I材料上能够极大增强传感器的电化学性能，这也可为制备更多新型电活性纳米材料及电化学传感器提供新思路。2.基于新型有机荧光探针2-羟基菲并咪唑衍生物（Pi-A）功能化石墨烯，制备了Pi-A/RGO复合物修饰电极，作为一种新型的电化学传感器用于高灵敏检测铜(II)离子。Pi-A通过π-π共轭与石墨烯作用，固定在石墨烯的表面，得到Pi-A/RGO复

7、合物。该复合物能够选择性地高效捕捉铜(II)离子。在优化的实验条件下，此修饰电极能够成功用于自来水、湖水、河水、山泉水等实际水样中铜(II)离子的检测，且其他多种重金属离子对铜(II)离子的检测没有影响。因此，这种将有机探针分子与石墨烯结合的方法能够进一步扩展荧光探针在生物和电化学传感领域的应用。3.受贻贝粘附蛋白启发，采用多巴胺作为还原剂来还原氧化石墨烯，同时基于多巴胺能在弱碱性条件下发生自氧化聚合形成聚合物膜的特性，制备出聚多巴胺修饰还原型氧化石墨烯（PDA-RGO）复合物，再利用PDA-RGO表面的儿茶酚结构在弱碱性条件下能与带

8、有氨基、巯基等基团的分子进行迈克尔加成或席夫碱反应，使其进一步功能化接合不同分子从而得到多功能电化学平台。选用4-（二茂铁基-2-乙炔基）苯胺（Fc-NH2）、半胱氨酸（cys）、葡萄糖氧化酶（GOx）等典型含硫醇或氨基