基于石墨烯電化學傳感器的構建及對偶氮類色素的應用.pdf

1、石墨烯是一種獨特的 sp2雜化的單層碳原子結構的新型二維材料，自2004年第一次出現(xiàn)就引起了人們的廣泛關注。石墨烯由于具備優(yōu)異的機械強度、大的特殊的比表面積以及高超的導電性等優(yōu)點，因此被大量的應用于超級電容器、電池以及傳感器等領域。石墨烯層與層之間存在較強的范德華力，使得石墨烯容易團聚，難以分散在常用的溶劑中，因此需要通過有效的功能化方法來改善石墨烯的分散性，發(fā)揮其優(yōu)異的性能。
　　納米金屬及氧化物材料具有電子轉移速率快、催化效率

2、高等特點，因此在光學、電化學和催化等領域表現(xiàn)出優(yōu)越的應用前景。納米金屬及氧化物材料具備尺寸較小、比表面積較大和活性位點較多等催化劑的基本要求，在有機反應中是一類重要的催化劑。無論是貴金屬 Pt、Pd還是非貴金屬金屬 Co、Ni以及金屬氧化物WO3等，它們的催化活性都普遍較高，在催化劑領域應用比較廣泛。
　　食用色素是人們生活中常用的添加劑之一，過量的使用會對人體健康產(chǎn)生危害作用，特別是經(jīng)過有機反應合成的偶氮類色素。日落黃、檸檬黃、

3、誘惑紅和莧菜紅等色素是國家允許食用的偶氮類色素，并且國家規(guī)定了其在食品中的最大添加量。食品中色素的含量超標會對人體健康產(chǎn)生毒副作用，因此對色素的使用進行有效的檢測和控制十分必要。
　　本論文基于陽離子表面活性劑CTAB和PDDA功能化的石墨烯負載多種納米金屬及氧化物材料形成的復合材料，構建了靈敏檢測四種偶氮類合成色素的電化學傳感器。通過 TEM、紫外光譜、紅外光譜、XRD、EIS等多種方法對合成材料及修飾電極進行表征，采用CV、D

4、PV等方法研究了修飾電極對偶氮類色素的高效靈敏的電催化性能，最后應用于實際樣品分析，得到良好的結果。1． CTAB-Gr-Pt/GCE修飾電極的制備及對日落黃的測定
　　本實驗通過靜電自組裝的方式合成CTAB-Gr-Pt復合物，建立了新型靈敏的CTAB-Gr-Pt/GCE電化學傳感器。由于石墨烯和納米Pt的大的比表面積和電催化作用，因此CTAB-Gr-Pt復合物能夠提高日落黃的電化學信號。通過TEM、紫外光譜法、紅外光譜法、EIS

5、等方法對復合材料及修飾電極進行表征，采用CV和DPV方法研究了日落黃在 CTAB-Gr-Pt/GCE修飾電極上的電化學行為。在最優(yōu)條件下，日落黃的線性范圍是0.08-10.0μmol/L，檢出限是4.2 nmol/L。該方法靈敏度較高，可以用于飲料中日落黃的測定并得到滿意的回收結果。
　　2． PDDA-Gr-Pd/GCE修飾電極的制備及對日落黃和檸檬黃的同時測定
　　本實驗基于PDDA-Gr-Pd復合物構建了同時測定日落黃

6、和檸檬黃的新型的電化學傳感器。PDDA作為一種陽離子表面活性劑可以把納米Pd吸附到石墨烯的表面。由于石墨烯和納米Pd的大表面積和導電性的協(xié)同作用，PDDA-Gr-Pd復合物對日落黃和檸檬黃的電化學信號表現(xiàn)出良好的選擇性和靈敏性。通過TEM、紫外光譜法、XRD、EIS等方法對復合材料及修飾電極進行表征，采用CV和DPV方法研究了日落黃和檸檬黃在PDDA-Gr-Pd/GCE修飾電極上的電化學行為。在最優(yōu)條件下，日落黃和檸檬黃的線性范圍分別為

7、0.01-10.0μmol/L和0.01-8.0μmol/L，檢出限分別為2.0 nmol/L和5.0 nmol/L。此方法簡單靈敏，能夠同時測定飲料中日落黃和檸檬黃的含量并得到滿意的結果。
　　3． PDDA-Gr-Ni/GCE修飾電極的制備及對誘惑紅的測定
　　本實驗基于PDDA-Gr-Ni復合物構建了靈敏測定誘惑紅的電化學傳感器。通過 TEM、紫外光譜法、XRD、EIS等方法對復合材料及修飾電極進行表征，采用CV和DP

8、V方法研究了誘惑紅在PDDA-Gr-Ni/GCE修飾電極上的電化學行為。實驗發(fā)現(xiàn)，PDDA-Gr-Ni復合物良好的電催化作用能夠提高誘惑紅的電化學響應信號。在最優(yōu)條件下，誘惑紅的線性范圍為0.05-10.0μmol/L，檢出限為8.0 nmol/L。此方法簡單靈敏，成功的用于飲料中誘惑紅的測定，并得到滿意的回收結果。
　　4. PDDA-Gr-WO3/GCE修飾電極的制備及對莧菜紅的測定
　　本實驗成功制備了基于PDDA-G