石墨烯/银纳米颗粒复合材料的制备及其对双氧水的电化学检测

以氧化石墨烯(GO)和硝酸银为原材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂和稳定剂,通过水热法制备出还原氧化石墨烯/银纳米颗粒(rGO/AgNPs)复合材料。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对rGO/AgNPs复合材料的形貌、组成和结构进行表征。同时,将rGO/AgNPs复合材料修饰到玻碳电极表面制备出过氧化氢(H_2O_2)电化学传感器,通过循环伏安法(CV)和计时安培响应法(i-t)对传感器进行电化学性能测试。实验结果表明:制备的rGO/AgNPs传感器具有较好的电化学性能,其对H_2O_2检测的灵敏度为340.6μA·(mmol/L)~(-1)·cm~(-2),响应时间为3s,最低检测极限为7.5μmol/L(S/N=3),线性检测范围为20~4950μmol/L(线性相关系数为R=0.9973)。     

石墨烯/聚苯胺复合材料修饰碳糊电极测定镉(Ⅱ)离子

采用原位聚合法制备石墨烯/聚苯胺复合材料,利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对其进行了表征;并将制得的石墨烯/聚苯胺复合材料作为化学修饰剂制成石墨烯/聚苯胺复合材料修饰碳糊电极,利用三电极体系循环伏安法,在NH3-NH4Cl缓冲溶液中测定镉离子(Cd~(2+))的电化学行为。结果表明:石墨烯/聚苯胺(GSs/PANI)复合材料提高了碳糊电极的电化学性能,使其对Cd~(2+)的电化学响应和选择性均得到提高。在石墨烯/聚苯胺复合材料质量分数为0.5%,pH=10.75的NH3-NH4Cl缓冲溶液的最佳检测条件下,Cd~(2+)的响应电流与Cd~(2+)的浓度在1.0×10-8~2.0×10-5 mol·L-1的范围内呈现出良好的线性关系,相关系数为0.9939,检出限为2.246×10-8 mol·L-1。     

纳米TiO2/还原石墨烯复合修饰电极用于食品中 柠檬黄的检测

为了检测食品中柠檬黄的含量,利用滴涂法和电化学还原法制备纳米TiO_2/还原石墨烯复合修饰玻碳电极(TiO_2-Er GO/GCE)。采用透射电子显微镜和X射线粉末衍射仪对TiO_2和TiO_2-GO两种修饰电极材料进行表征;通过循环伏安法观察了柠檬黄在不同电极上的电化学行为,并对检测条件如p H值、富集电位、富集时间进行了优化。实验结果表明:TiO_2-Er GO/GCE增大了电极的电化学活性面积,提高了柠檬黄的电化学氧化响应;最优的检测条件为p H值为3.7、富集电位为-0.20 V、富集时间为180 s;在最优的检测条件下,采用线性扫描伏安法检测柠檬黄的线性范围为2.0×10-8~2.0×10-5 mol/L,检测限为8.0×10-9 mol/L(信噪比为3)。     

叶酸在聚苯胺修饰铂电极上的电催化氧化行为

采用电化学聚合法制备了聚苯胺修饰的铂电极(PAN/Pt),并用循环伏安法(CV)研究了该电极对叶酸(FA)的电催化氧化性能。结果显示:FA在裸铂电极上的直接电化学氧化十分迟缓,无氧化峰出现,而在PAN/Pt修饰电极上0.561V处出现氧化峰,表明此电极对FA有很良好的电催化作用。另外,氧化峰电流与叶酸浓度在1×10-12 mol/L~1×10-6 mol/L范围内呈线性关系,检测限为1×10-11 mol/L。利用该电极测定市售叶酸片中的叶酸,获得令人满意的结果。     

铁氰化铈/还原石墨烯纳米材料的制备及其对水合肼的电化学检测

通过电沉积的方法,在玻碳电极表面上沉积铁氰化铈/石墨烯(Ce HCF/RGO)纳米复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征,发现其粒径大小均一。用循环伏安法(CV)研究水合肼在不同电极的电化学行为。结果表明,与RGO修饰电极(RGO/GCE)和铁氰化铈修饰电极(Ce HCF/GCE)相比,铁氰化铈/石墨烯复合物修饰电极对水合肼具有更好的电催化氧化性能。在一定条件下,它对水合肼响应的线性范围为2.87×10~(-7)~8.56×10~(-4)mol/L,检出限为8.5×10~(-8)mol/L。可用于水合肼的电化学传感检测。     

基于Pt-Pb纳米花的无酶葡萄糖传感器性能研究

利用超声恒电流沉积法在金电极表面制备了Pt-Pb纳米花,并将其用于构建无酶葡萄糖传感器,采用阻抗谱、循环伏安和差分脉冲伏安法研究了其电化学性能。SEM结果表明,当沉积电流为10mA时,电极表面形成Pt-Pb纳米花结构。电化学测试结果表明,该电极对葡萄糖具有很好的电催化性能,在含有氯离子的溶液中不会失活。Pt-Pb纳米花电极构建的无酶传感器对葡萄糖的线性响应范围为0.5×10-3～22×10-3 mol/L,灵敏度为3.68mA·cm-2·(mol/L)-1,检测限为24×10-6 mol/L。此外,传感器具有良好的选择性、重复性和稳定性。     

红景天苷在玻碳电极上的伏安行为研究

采用循环伏安法,线性扫描伏安法,微分脉冲伏安法等现代电化学技术研究红景天苷在玻碳电极(GCE)上的电化学行为。在p H=9.0的B–R缓冲液中,红景天苷在0.48V(vs.Ag/Agcl)电位处产生一灵敏的微分脉冲阳极氧化峰。峰电流与红景天苷的浓度在5×10-7mol/L~2×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为5.5×10-9mol/L。建立了一种简单、快速、灵敏的测定红景天苷的电化学分析方法,该法成功应用于鼠血清和人尿样中红景天苷的测定。     

基于石墨烯/金纳米棒的甲硝唑电化学行为及其检测

碱性条件下制备水中分散性良好的石墨烯,并通过一步还原法得到石墨烯/AuNRs复合材料。利用滴涂法制备石墨烯/AuNRs修饰电极,并研究了甲硝唑在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,在pH=7.4时,甲硝唑在修饰电极上出现明显的氧化还原峰。甲硝唑在该修饰电极的还原峰峰电流与浓度在3.0×10-7～5.0×10-5 mol/L(S/N=3)范围内呈良好的线性关系,检出限为9.2×10-8 mol/L。该检测方法具有良好的灵敏度、选择性和稳定性,可用于甲硝唑药物的分析。同时也展现了这种新型的复合纳米材料在药物的检测中的应用潜力。     

掺氮石墨烯的溶剂热制备及对抗坏血酸氧化的电催化性能

以Hummers方法制备的氧化石墨烯为前驱体,在乙二胺和水的混合溶剂热条件下(150℃,8h)合成了掺氮石墨烯(NG)。通过XRD、FT-IR、XPS和电化学阻抗谱研究了掺氮石墨烯的结构和电化学性能。结果表明,通过溶剂热反应在石墨烯表面引入C—N,N—H等含氮基团。乙二胺不仅能对氧化石墨烯进行部分还原,而且还能对其进行掺氮功能修饰。电化学阻抗谱研究表明,掺氮石墨烯(NG)的电子转移阻抗明显小于相同条件下水热还原制备的石墨烯,说明功能修饰石墨烯大大改善了电子转移速率。将掺氮石墨烯修饰电极应用于对抗坏血酸的电化学检测,检出限达1.0×10-5~2.8×10-2 mol/L,最低检测限(3σ/slope)为1.7×10-7 mol/L。     

石墨烯修饰碳糊电极循环伏安法测定铜离子

用石墨烯修饰碳糊电极,采用循环伏安法在BR缓冲溶液中测定Cu2+的电化学行为。研究了不同条件对Cu2+电化学测定的影响。实验表明,石墨与石墨烯比例为8∶1,pH=3.5,扫描速度为100mV/s进行循环伏安法测定时,在0.136V左右处出现一个峰形较好的特征吸收峰;峰电压与Cu2+浓度在5×10-8~1×10-4 mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.9905,检出限为5.572×10-8 mol/L;连续测定两周,电极表现出较好的稳定性。     

包装纸中五氯苯酚的快速检测

本文采用电化学法还原石墨烯,成功构建了安培型电化学传感器用于包装纸中五氯苯酚的快速检测。首先由改进的Hummers方法合成了氧化石墨烯,修饰于丝网印刷碳电极(SPCE)表面,然后通过一步电化学还原法制得还原石墨烯(rGO)修饰的SPCE(rGO/SPCE)。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及拉曼光谱仪等对合成的材料进行表征。得益于rGO对电极电子传递效率的改善,构建的传感器rGO/SPCE表现出对五氯苯酚(PCP)快速、高选择性的电化学响应,其线性范围为0.6～9.6mg L_(-1) (R2=0.994),灵敏度为0.9336μA·L·mg_(-1),检出限为0.032 mg L_(-1) (S/N=3),平均回收率为83.73%～94.3%。此外,传感器表现出较好的稳定性和重复性,有望为包装纸的绿色安全印刷提供技术支撑     

聚苯胺-石墨烯/聚酰亚胺复合导电纱的制备及其超电容特性

为了提高石墨烯/聚酰亚胺(rGO/PI)复合纱线电极的电化学性能,采用电化学聚合法在rGO/PI复合纱线表面沉积聚苯胺(PANI)颗粒,研究了沉积时间对PANI-rGO/PI复合导电纱的形貌及增重的影响。结果表明, PANI在rGO/PI复合纱线表面均匀沉积,且沉积量随着沉积时间的增加而增大。采用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)研究了PANI-rGO/PI复合导电纱线的电化学行为。结果表明, PANI沉积时间对纱线电极的循环伏安特性、恒流充放电曲线等有很大的影响,当PANI沉积时间为900 s时,所得PANI-rGO/PI复合纱线电极的循环伏安特性和恒流充放电性能表现均最优,比电容为81.22 F·cm^-3,而rGO/PI纱线电极仅为16.4 F·cm^-3。以最优工艺制得的PANI-rGO/PI复合导电纱作为电极组装了纤维状超级电容器,采用交流阻抗谱法(EIS)、 CV及GCD对器件进行电化学性能表征。结果表明,该器件体积比电容可达41.73 F·cm^-3,在充放电3 000次后比电容依然能够维持在85%左右,所得纤维状超级电容器经过串联可成功驱动LED灯。     

纳米Fe3O4-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳电极的制备及电化学检测多巴胺

通过电化学还原法制备纳米Fe₃O₄-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳（Fe₃O₄-rGO/GCE）电极,用于多巴胺（DA）的检测。采用SEM、TEM和循环伏安对纳米Fe₃O₄-rGO复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液（PBS）中,采用循环伏安法研究了DA在纳米Fe₃O₄-rGO/GC上的电化学行为。实验结果表明,较裸GC电极和rGO修饰（rGO/GC）电极,由于纳米Fe₃O₄与rGO的协同作用,纳米Fe₃O₄-rGO/GC显著增大了Fe₃O₄-rGO/GC复合材料电极电化学活性面积和氧化峰电流强度i_pa。DA的浓度在6.0×10^-8~2.0×10^-6 mol/L和2.0×10^-6~8.0×10^-5 mol/L范围内,与氧化峰电流强度i_pa呈良好的线性关系,检出限达4.0×10^-9 mol/L（信噪比S/N=3）。抗坏血酸和尿酸共存物几乎不干扰DA的测定,选择性高。Fe₃O₄-rGO/GC修饰电极用于盐酸DA注射液中的DA含量测定,获得结果较好,回收率为97.1%~103.9%。     

醋酸分子印迹电化学传感器的制备

基于循环伏安电化学聚合方法,以30mmol/L醋酸作为模板分子,5mmol/L苯酚作为功能单体,0.1mol/L氯化钾和0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=5.4)作为聚合底液,聚合电位为-0.8~1.2V,扫描圈数为20,以0.1mol/L碳酸氢钠溶液作为洗脱液进行洗脱20min,最终制得性能较佳的醋酸分子印迹电化学传感器。对该传感器进行循环伏安(CV)表征、阻抗表征、扫描电镜的形貌表征、差分脉冲表征,探索了不同pH磷酸盐缓冲溶液作为聚合底液、不同浓度洗脱液和不同洗脱时间对该传感器性能的影响。发现在以0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=5.4)作为最佳底液条件下,醋酸分子印迹电化学传感器与0~45×10^-9 mol/L浓度范围内醋酸分子二者呈现出良好的线性关系,其检出限为2.85×10^-9 mol/L,同时研究了该传感器的重现性和稳定性。     

水热法制备纳米片状氧化镍及其对葡萄糖的电化学检测

以聚乙二醇为表面活性剂,采用水热法制备纳米片状Ni O,并用于电化学检测葡萄糖。通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分别对所得产物的结构和形貌进行表征。TEM结果表明,所得产物为超薄片状结构Ni O,其大小在50nm左右。采用循环伏安法(CV)研究纳米片状Ni O修饰电极在Na OH溶液中的电化学行为。结果表明,该电极对葡萄糖具有良好的电催化氧化性能,它对葡萄糖响应的线性范围为2.58×10-6~7.71×10-3mol/L,检出限为0.5μmol/L(S/N=3)。     

化学镀制备纳米银-石墨烯复合材料及其电化学性能

以葡萄糖为还原剂,采用化学镀原位合成纳米银-石墨烯复合材料(Ag/GR),通过X射线衍射(XRD)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对材料的结构形态进行表征分析.结果表明,石墨烯表面银的负载形态为预期的单质状态,AgNPs平均粒径约为21 nm.同时,利用循环伏安法(CV)、交流阻抗谱(EIS)、线性伏安扫描法(LSV)和差分脉冲伏安法(DPV)对抗坏血酸(AA)在Ag/GR/GCE电化学传感器上的电化学响应进行研究.电化学测试结果表明,Ag/GR复合材料具有最高的响应电化学信号212.9μA和最低的电荷转移电阻90.5Ω,峰值电流约为石墨烯电极(110μA)的2倍和玻碳电极(42.5μA)的5倍,AgNPs与石墨烯具有良好的协同作用,对AA具有明显的电催化活性.AA的阳极峰电流在5～120μmol/L浓度范围内线性增加.然而,AA的阳极峰电流与浓度范围为50～120μmol/L的自然对数高度相关,检测限为0.06μmol/L.     

碳纳米管/铁氰化镍/聚苯胺杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化

采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管修饰的铂基体上制备了立方体的铁氰化镍/聚苯胺/碳纳米管杂化膜;采用循环伏安法和计时电流法测试了杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观察了杂化膜电极的表观形貌。结果表明,该电极对抗坏血酸具有较高的电催化氧化活性;在0.1 mol/L PBS和0.1 mol/L KNO3的溶液中,该杂化膜电极对抗坏血酸的催化氧化电流与其浓度在1×10-5～1.4×10-4mol/L呈良好的线性关系,相关性系数R=0.996 6,检出限为6.09×10-6mol/L,同时具有较高的灵敏度754.8 mA.M-1.cm-2,并采用计时电流法对抗坏血酸催化氧化的扩散系数和催化速率常数进行了研究。     

不锈钢双极板表面聚苯胺/石墨烯双层涂层的电化学制备及耐腐蚀性能研究

采用循环伏安法(CV)在316L不锈钢基体上制备了聚苯胺/石墨烯双层复合涂层,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDAX)对涂层进行了微观结构表征,并采用电化学交流阻抗(EIS)、动电位扫描,结合腐蚀形貌观察,分析了涂层在1mol/L H2SO4中的耐腐蚀性能。结果表明,该法可在316L不锈钢表面获得较为致密的复合涂层,与空白不锈钢和单层聚苯胺(PANI)薄膜覆盖的不锈钢相比,聚苯胺/石墨烯膜覆盖的316L不锈钢耐蚀性明显提高,在质子交换膜燃料电池双极板中具有良好的应用前景。     

电化学法直接制备石墨烯/纳米金复合膜修饰电极及用于水中Cr(Ⅵ)检测

采用电还原氧化石墨烯(ERGO)和电沉积纳米金(AuNPs)粒子的方法修饰玻碳电极(GCE),直接制得ERGO/AuNPs/GCE复合膜修饰电极。探究了Cr(Ⅵ)在此修饰电极上的电化学行为。用扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗法(EIS)对修饰电极进行了表征。结果表明:ERGO/AuNPs/GCE复合膜修饰电极具有较大的电活性表面积和良好的电子传递能力。在最优条件下,即金的沉积电位及沉积时间分别为-0.4V和120s,1mg/mL的氧化石墨烯的滴涂量为3μL,制得的ERGO/AuNPs/GCE复合膜修饰电极,能实现对水体中Cr(Ⅵ)的高效、快速检测,检测限为0.3μmol/L,线性范围为1~100μmol/L。     

电沉积制备铁氰化镍/Nafion纳米粒子及其对葡萄糖的电化学检测

采用电沉积的方法,在玻碳电极表面快速电沉积均匀分布的铁氰化镍/Naion纳米粒子。用X射线能量色散光谱图(EDX)和扫描电镜(SEM)对样品进行了表征,然后采用循环伏安法对该修饰电极进行电化学研究。结果表明:该电极对葡萄糖具有良好的电催化氧化性能,对葡萄糖响应的线性范围为1.560×10~(-6)~10.32×10~(-3)mol/L(R~2=0.999),检出限为1.2μmol/L(S/N=3)。制得的修饰电极对葡萄糖的电催化具有灵敏度高、重现性好和选择性强的优点。