【摘 要】
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碳基材料由于地球丰富度高、电导率和导热性高、化学稳定性好、比表面积大、生物相容性和易功能化等优点,已广泛用于环境修复和作为电化学生物传感器来进行一些疾病的诊断。碳基材料与金属粒子复合,不仅可以增大材料在电极上的有效活性面积,而且使其具有更快的电子传输速率,呈现更优异的催化、导电性能和更好的质量运输。基于此,本文构建了金属纳米颗粒修饰改性的碳基复合材料,并研究了其对与人体健康相关的三硝基甲苯（TNT
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碳基材料由于地球丰富度高、电导率和导热性高、化学稳定性好、比表面积大、生物相容性和易功能化等优点,已广泛用于环境修复和作为电化学生物传感器来进行一些疾病的诊断。碳基材料与金属粒子复合,不仅可以增大材料在电极上的有效活性面积,而且使其具有更快的电子传输速率,呈现更优异的催化、导电性能和更好的质量运输。基于此,本文构建了金属纳米颗粒修饰改性的碳基复合材料,并研究了其对与人体健康相关的三硝基甲苯（TNT）和葡萄糖的电化学传感性能,具体如下:（1）采用湿化学还原法制备了三维花状形貌的AgPtPd多孔纳米粒子负载于还原型氧化石墨烯的复合材料（Ag Pt Pd NPs/r GO）,并研究了其对危害人体健康的环境污染物TNT的电化学检测性能。检测结果表明,Ag Pt Pd NPs/r GO对TNT的电化学检测呈现较宽的线性范围（0.1 ppm-8 ppm）,较低的检出限（0.95 ppb）,且复合材料对TNT的测定具有较高的选择性和良好的重现性,这一显著特征可能是由于Ag Pt Pd纳米粒子对TNT还原的高电催化活性,r GO的大表面积和对TNT优异吸附性能的综合优势。（2）采用电沉积的方法合成了一种Cu-Cu2O纳米颗粒负载在导电碳纸上的复合材料（Cu/Cu2O-CP）,然后通过与三聚氰胺混合后进行高温煅烧,制备了铜纳米纤维基碳纸复合材料（Cu-CP）,并研究两种复合材料对与人体健康直接相关的葡萄糖的电化学传感性能。测试结果表明,Cu/Cu2O-CP对葡萄糖的氧化相比于Cu-CP具有更显著的电催化活性,这可能是源于碳纸支撑的纳米结构氧化铜（Cu2O）与Cu的复合材料,其表面氧化层上的多价和氧化还原偶联促进了葡萄糖的氧化还原反应,同时Cu/Cu2O纳米结构材料具有较高的导电性、较大的活性面积以及丰富的活性位点。Cu/Cu2O-CP应用于葡萄糖检测时,其线性范围为0.05 mM-3 mM,检出限低至0.038 m M,灵敏度为3 m A m M-1 cm-2,并且具有良好的抗干扰性及稳定性。（3）采用水热法首先合成了以碳纸为基底的铜钴基纳米片复合材料（Cu/Co-NSs）,又通过在氮气中直接程序将其与三聚氰胺煅烧,成功制备了碳纸支撑的铜钴基氮掺杂碳纳米管复合材料（Cu/Co-NCNTs）,并对其进行葡萄糖的电化学检测。由于其独特的结构、多价态铜钴基金属氧化物对葡萄糖氧化的高电催化活性和氮掺杂碳之间显著的协同效应,使得材料具有较高的导电性、较大的活性面积以及丰富的活性位点。检测结果表明,制备的复合材料线性范围为0.05 m M-5 m M,灵敏度（S）为0.84 m A m M-1 cm-2。在信噪比为3（S/N=3）的条件下,该传感器的检测限（LOD）低至18μM,且Cu/Co-NCNTs复合材料对葡萄糖的测定具有较高的选择性和稳定性。
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