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过氧化氢(H2O2)是一种重要的工业原料,广泛应用于许多重要的研究领域及工业生产过程。例如,作为消毒剂用于医疗卫生领域、作为漂白剂用于纺织印染领域、作为氧化剂用于工业制造领域等。由于H2O2具有较强的氧化性,高浓度的H2O2排放会严重地破坏生态环境。此外,H2O2又是葡萄糖氧化酶等蛋白酶在人体环境中发生酶化学反应的中间产物,在人体正常的生理反应中扮演着重要的角色。因此,准确检测H2O2的浓度在环境保护、食品安全、医疗保健等领域有着重要的研究意义,具有广阔的应用前景。在众多的H2O2检测技术中,电化学检测法具有检测下限低、响应速度快、操作简单、成本低廉等优点,成为科研领域和相关企业的研究热点。其中,敏感材料(即修饰电极材料)是影响电化学H2O2传感器敏感性能的关键。因此,开发新型修饰电极材料是提升电化学H2O2传感器的检测限、线性范围和选择性等性能的有效手段。在众多敏感材料中,贵金属对H2O2表现出优异的电催化活性和电子传输性能,是高性能电化学H2O2传感器首选的电极材料。但是,价格昂贵以及贵金属纳米材料易团聚等问题成为限制此类H2O2传感器发展的关键因素。尽管研究者们在电化学H2O2传感器的性能提升与改善方面开展了大量的研究工作,但是,目前H2O2传感器的性能还无法满足其在众多领域的应用与推广,有待进一步的提升。构筑检测下限低、线性范围宽和抗干扰能力强的H2O2传感器是目前亟需解决的首要问题。近年来,微纳功能材料的迅速发展为高性能修饰电极材料的发展带来了新的契机。其中新兴的低维碳材料(如零维的碳纳米点、一维的碳纳米管、二维的石墨烯等)展示出十分独特的物理性能和化学性能。例如:大的比表面积可负载活性物质,为电化学反应提供更多的活性中心,从而有利于电化学反应的进行;较高的电子迁移率可加速电化学反应过程中电子的传输,同样有利于电化学反应的进行。因此,通过将低维碳材料与贵金属纳米材料进行复合,可以充分发挥两者的优异特性,从而显著提升电化学H2O2传感器的敏感性能。在本论文中,我们以三种贵金属纳米材料(即金纳米粒子、银纳米粒子和银纳米立方体)为活性中心,借助低维碳材料(碳量子点和还原氧化石墨烯)的功能性优势,制备了三种低维碳/贵金属复合材料,并对所制得复合材料的H2O2检测性能进行了探究,主要研究内容如下:(1)以荧光碳量子点作为还原剂和稳定剂,制备了碳量子点-金纳米粒子复合材料,该方法具有绿色环保、简单高效的特点。所制备的碳量子点-金纳米粒子对H2O2具有很好的电催化还原性能。基于碳量子点-金纳米粒子的电化学H2O2传感器的检测限为23.0μM,线性范围为0.1 mM至160.0 mM。(2)以氧化石墨烯和硝酸银为前驱物,采用红外光辐照的方法,制备了石墨烯-银纳米粒子材料。所得到的石墨烯-银纳米粒子材料具有典型的二维层状结构,银纳米粒子均匀的分布在石墨烯的表面。所构筑的基于石墨烯-银纳米粒子电化学H2O2传感器的检测限为3.0μM,线性范围为0.1 mM至140.0 mM。(3)开发了一种原位合成方法用于制备石墨烯-银纳米立方体复合材料。与石墨烯-银纳米粒子复合材料相比,石墨烯-银纳米立方体复合材料表现出更为优异的H2O2检测性能。基于石墨烯-银纳米立方体的电化学H2O2传感器的检测限为0.58μM,线性范围为0.1 mM至70.0 mM。