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电化学传感器是一种简便快捷而成本低的分析检测装置,它的重要组成部分是电极修饰材料。目前为止,许多种类的材料已经被用做电极修饰材料,包括聚合物分子,金属或金属氧化物纳米材料,碳材料以及这些材料的复合物等。其中石墨烯基复合材料兼具有石墨烯和其它材料的优异性能而具有很大的发展潜力。本文中采用不同的方法制备了几种新的石墨烯基复合材料,并将它们分别应用于多巴胺,铜离子,H2O2和NaNO2的检测中: 1.合成了分散性较好的纳米金/SnO2/石墨烯复合材料,用于多巴胺的检测,即首先用树状分子作为还原剂和稳定剂合成带正电荷的均匀分散的纳米金颗粒,并将其通过静电作用吸附到卟啉衍生物功能化的氧化石墨烯(oxide graphene,GO)表面,然后加入水合肼和SnCl2,SnCl2在水合肼存在下被GO氧化成SnO2并原位负载于GO表面,同时GO被水合肼逐渐还原成石墨烯,这样便得到纳米金/SnO2/石墨烯复合材料。X射线衍射光谱,透射电子显微镜表明纳米金和SnO2都较好的分散在石墨烯表面。循环伏安测试表明相比于单组份材料,复合材料修饰的电极对多巴胺具有较好的检测性能,经优化条件后最终的检测范围可达0.03-10μM,检测限为8nM(S/N=3)。 2.采用一种环境友好的方法合成了聚多巴胺功能化的石墨烯,然后在没有外加还原剂和稳定剂的条件下,通过还原性的Sn(Ⅱ)离子和氧化性的Au(Ⅲ)离子之间的氧化还原反应直接合成了SnO2和纳米金,并将其负载于石墨烯上得到复合材料。这个制备过程没有加入水合肼等有毒试剂,所得复合材料污染较小,更适合应用于生物分子检测中。因此将其试用于多巴胺的检测中,检测结果具有较宽得线性范围(0.008-20μM)和较低的检测限(5nM,S/N=3)。 3.制备了氟掺杂的SnO2/噻唑衍生物/石墨烯复合材料并将其应用于重金属离子的检测中。即首先在GO表面修饰上对金属离子具有吸附作用的噻唑衍生物分子,然后加入氟化亚锡使Sn(Ⅱ)被GO氧化为SnO2,同时氟离子掺杂于此体系中,接着用AA作为还原剂,将GO还原为石墨烯。在这个过程中,通过改变氟化亚锡依次为氯化亚锡和碘化亚锡,又分别制备了掺氯和碘的SnO2/噻唑衍生物/石墨烯复合材料作为对比。循环伏安测试表明掺氟的复合材料修饰的电极对铜离子具有较好的检测性能。最后将这种复合材料应用于Cu2+的单独检测以及Cd2+,Cu2+和Hg2+离子的同时检测中。检测结果具有较宽的线性范围和较低的检测限。 4.制备了CoOOH纳米片/石墨烯复合材料并将其应用于H2O2的检测中。即在常温条件下,将氯化钴依次在氢氧化钠和次氯酸钠的帮助下通过超声剥离法氧化为CoOOH纳米片,然后将此纳米片通过氢键作用复合到羟乙基纤维素功能化的石墨烯上。由于CoOOH优异的催化性能和石墨烯良好的导电性,这种复合材料对H2O2具有较好的催化氧化性。因此将其应用于H2O2的检测中,检测结果具有较宽的线性范围(0.1-1500μM)和较低的检测限0.01μM(S/N=3)。 5.以含钴的金属有机框架材料ZIF-67为原料在室温下合成了氮掺杂的碳包裹的CoOOH纳米片,X射线光电子能谱和循环伏安测试表明这种材料含有钴-氮催化位点,具有较好的催化性。为了提高其导电性,又将其负载于导电性较好的石墨烯上得到复合材料。这种复合材料修饰的电极对NaNO2的检测性能高于单一组分,经优化条件后最终的检测范围可达0.1-7000μM,检测限为0.01μM(S/N=3)。