石墨烯作为一种二维形式的碳单质,是继富勒烯和碳纳米管后被发现的又一种具有重要性质的碳材料,并且被认为是构成其他形态碳单质的基本单元。石墨烯具有一系列奇特而重要的物理和化学性质。基于其独特的物化性质,石墨烯可望作为电极材料,广泛应用于电化学生物传感器,电催化以及电化学电容器的研究。石墨烯的制备方法有很多种,包括微机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法、化学氧化还原法、液相剥离法以及其他方法。实验室中最常用的方法有化学氧化还原法以及液相剥离法。通过化学氧化还原法可制备大量水溶性良好的氧化石墨烯(GO),但由于实验过程中涉及强烈的氧化还原反应,会破坏石墨完整的共轭结构,并且石墨片层之间含有大量的含氧官能团,这些都会导致石墨烯导电性的大大降低。而液相剥离法可制备高质量、无缺陷石墨烯。本论文首先研究了在低沸点溶剂中直接剥离石墨制备纯粹石墨烯(PG),并将此应用于生物传感器检测过氧化氢(H2O2);进而采用石墨和花瓣状二氧化锰混合、液相超声的简单方法,同时剥离石墨和二氧化锰并成功制备了二氧化锰和石墨烯的二维复合材料,该材料应用于生物传感器检测H202,性能更为优越。此外还制备具有高导电性、良好水溶性的GO/PG复合物,并与具有催化性能的四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子复合,应用于生物传感器检测具有生物活性小分子。研究内容包括三个部分:1、将在低沸点的乙醇中直接剥离石墨得到的PG应用于生物传感器,并对H2O2进行检测。与基于化学氧化还原法制备的石墨烯的生物传感器相比,PG展现了较好的性能。检测H202的线性范围为2-437 μM,检出限(信噪比为3)为0.19μM。2、以异丙醇为剥离溶剂,石墨粉和二氧化锰粉末为原料,利用直接液相剥离法一步得到二维二氧化锰/石墨烯的复合物。将此二维纳米复合物应用于生物传感器,对H2O2进行检测,展现了良好的催化性能。检测H2O2线性范围为0.5-237μM,检出限(信噪比为3)为0.07μM。3、将具有良好水溶性的GO与直接液相剥离得到的PG复合制备导电性高、水溶性好的GO/PG复合物,再利用共沉淀原理原位生成具有催化性能的Fe3O4纳米粒子,将这种具有良好催化性能的复合材料应用于生物传感器来检测多巴胺(DA)、尿酸(UA)以及H202。与Fe3O4/GO复合材料进行对比,Fe3O4/GO/PG展现了优越的性能,对DA、AA以及H2O2的检测范围分别为0.2-30、0.5-90和0.5-267μM,检出限(信噪比为3)分别为0.18、0.43和0.09μM。