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近年来,基于动、植物的生物衍生碳材料,因具有天然纳米结构、形貌结构规整、柔软性好、价廉易得、环保等优点,已被广泛用于超级电容器、锂离子电池和生物传感器等领域。在生物传感器方面,以天然生物衍生碳材料为基底,过渡金属为催化活性物质,通过各种化学方法合成纳米复合材料,并将这种复合材料制成相应电极用于电化学传感器中已受到科学研究者的广泛关注。本论文主要是研究这些电极是如何提高电化学非酶葡萄糖传感器的电化学性能的。我们以具有天然三维结构的玫瑰花或苎麻衍生碳材料为基底,以Co-基过渡金属硫化物或Co-Ni-基双过渡金属氧化物为催化活性物质,制成电极来对非酶葡萄糖传感器的电化学性能进行研究。具体内容如下:1、通过剥离、冷冻干燥、退火等方法得到天然3D连续多孔结构的玫瑰花碳骨架,并以玫瑰花碳骨架为模板,通过一步溶剂热的方法合成纳米花状硫化钴(CoS)。3D连续多孔的玫瑰花碳骨架为电极表面电子的传输提供大量的流通通道,使电极的导电性得到提高;纳米花状CoS作为电化学催化活性物质使电极对葡萄糖的催化性能得到提高。在非酶葡萄糖传感器测试中,这种复合材料制备的电极表现出优异的电化学性能。通过计时电流法测试,该电极表现出灵敏度高(697μA mM-1 cm-2),检出限低(2 μM),抗干扰能力强等特点。2、以天然麻纤维(HF)为模板,镍源(Ni(NO3)2 · 6H20)为催化剂,通过化学气相沉积(CVD)法合成碳纳米管(CNT),一步水热法合成CoS2纳米颗粒(CoS2NPs),制备了一种复合材料(CoS2NPs@CNT@HF)。一方面,该复合材料通过麻纤维和碳纳米管的协同作用来提高整体电极的导电性,同时CNT的合成也增强了电极的稳定性;另一方面,复合材料中的CoS2NPs作为电化学催化活性物质来对葡萄糖进行电化学催化。将这种复合材料制备的整体电极用于非酶葡萄糖传感器检测,既避免了因物理因素(如材料涂覆过程中的剥落、Nafion固定不牢固等)使灵敏度降低的情况,也能够降低葡萄糖的检出限。通过计时电流法测试,该整体电极在葡萄糖浓度为5-170 μM时的灵敏度为2824 μAmM-1 cm-2;在葡萄糖浓度为170-1470 μM时的灵敏度为1452 μAm mM-1 cm-2,检出限为0.3 μM,且在人体血清样的检测中表现出令人满意的结果。3、以麻纤维为基底,通过水热法合成含有Co,Ni的二元金属氧化物NiCo2O4纳米线,这种通过化学方法合成的纳米线直接生长在基底表面,每一根与基底相连的纳米线不仅是电化学活性物质,也是电解液中离子的传输通道。但是NiCo204在电化学反应中的循环稳定性差,且在电极上电子的传输较慢。为了解决这一问题,我们通过电沉积的方法合成Ni(OH)2纳米片,这种核壳结构的复合材料能够使离子在电解液中快速的传输,从而进一步提高葡萄糖测试的灵敏度,降低检出限。本章中,在以麻纤维为基底,电催化活性物质Ni(OH)2和NiCo2O4的协同作用下,该复合材料制备的电极首次被用于非酶葡萄糖传感器中,表现出良好的电化学性能。综上所述,我们以天然生物衍生碳(玫瑰花/麻纤维)材料为基底来提高电极的导电性和稳定性,以Co-基过渡金属硫化物或Co-Ni-基双过渡金属氧化物为催化活性物质,通过复合材料整体的协同作用来提高对葡萄糖的催化效率。在非酶葡萄糖传感器测试中,这些电极对葡萄糖表现出灵敏度高、检出限低、稳定性好等优点,并在人体血清样的检测中表现出令人满意的结果。