石墨烯基纳米复合材料的制备及其在电化学传感中的应用

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：邓苟签字日期：20J￡}年6月心日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件

2、和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：邓均签字日期：2D1￡}年占月I牛日嫠篙踵。∥日签字日期：pf∥年6月fy日万方数据摘要石墨烯作为一种应用前景较好的材料，其表现出许多新奇的物理化学性质，例如，较大的比表面积、良好的导电性、卓越的机械强度、易功能化的二维结构。基于这些特有性质，石墨烯被广泛应用于电化学传感器以及生物传感器

3、的电极修饰材料。针对如何提高石墨烯在电极材料中所表现出的优异性能，扩展其在电化学中的应用，有必要对石墨烯的复合材料进行研究。石墨烯基纳米复合材料在保留了石墨烯原有特性的基础上还具备了纳米材料的性质，其在电化学方面有很广泛的应用价值。本论文基于石墨烯基金属氧化物纳米复合材料以及PDDA功能化的石墨烯纳米材料进行了系统的电化学研究。论文的主要部分如下：1．通过采用物理吸附、原位还原、一步合成的方法，制备出了三种不同的氧化亚铜一石墨烯复合材料(Cu20．好O)，并将这三种材料修饰在玻碳电极表面，构建了三种H20

4、2的传感器。使用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的形貌，揭示不同复合材料中cu20的形貌及其与石墨烯的结合情况，结合X．射线衍射光谱(XRD)，确定材料的晶体结构，实验表明，通过不同方法合成出来的Cu20一rG0具有不同的形貌及晶型结构。电化学实验表明，相比Cu20纳米颗粒，复合纳米材料对H202的催化效果更好，物理吸附法制备的材料表现出相对良好的电化学催化活性。基于其制备的传感器表现出更高的灵敏度，更宽的线性范围和更好的稳定性，cu20．佑O复合材料构建的无酶H202传感器具有简单、灵活和低成本的优

5、点，这为发展新型的无酶H202传感器提供了新的方法。2．合成了由二氧化锰纳米棒(Mn02NRs)和金纳米颗粒(AuNPs)以及石墨烯(村O)组成的Au—MIl02一rGO三元纳米复合材料，使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察Mn02NRs、AuNPs的形貌及它们与硒O结合的情况，通过能量分散光谱(EDS)确定材料中所含的各元素，x一射线衍射光谱(xRD)表征材料中Mn02NRs和AuNPs的晶型结构。实验发现，rGO和Mn02之间的相互作用一方面增强了材料的导电性，另一方面使材料在电

6、极表面的稳定性得到了改善。复合材料中小尺寸的AuNPs的存在进一步提高了传感器对H202的催化还原能力，各组分的协同作用提高了Au—Mn02一rG0对H202的催化活性。研究表明，该传感器具有灵敏度高，线性范围宽，稳定性万方数据好的优点；尤为重要的是，传感器可以在低电位检测H202的还原，避免了在高电位下通过化学氧化检测H202时AA对检测带来的干扰3．采用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)对还原石墨烯rGO进行功能化得到PDDA．mO，实验表明，PDDA的引入提高了mO在水溶液中的分散性和稳定性，采用P

7、DDA修饰的rGO复合材料作为电极修饰材料构建了NaN02传感器，传感器具有较好的传感性能，同时存在较强的抗干扰能力，应用此传感器实现了引用水中亚硝酸盐含量的测定。关键词：石墨烯；电化学传感器；纳米粒子；纳米复合材料；电催化II万方数据AbstractGr印henehaSemergedasanexcitingmaterialbecauseofthenoVela11duIliquephysicochemicalproperties，suchaSmghsurfacearea，excellentconducti

8、vity，KghmechaIlicalstrengmandeaseoffunctionalization，associatedwitllits似o-dimensiona】(2一D)stmcture．Basedonitsf瓠cinatingpropelties，gr印heneisusedaS肌idealmaterialforelectrochemicalsensinga11dbiosensing．HoweVer，tofurthe