石墨烯在电化学生物传感器领域的研究进展

石墨烯以其高的导电性、大的比表面积和良好的生物相容性等优点在电化学领域得到了广泛研究。本文介绍了近5年来石墨烯材料在电化学生物传感器领域的研究进展,简单探讨了石墨烯发展存在的问题。     

石墨烯-纳米金修饰电极的制备及其对痕量铅(Ⅱ)的测定

通过一步电沉积技术在玻碳电极表面构建了石墨烯-纳米金复合材料。将该复合材料与铋膜相结合,采用阳极溶出伏安法实现了对Pb(II)的检测。通过SEM对制备的石墨烯-纳米金复合材料进行了微观结构表征。拉曼光谱及电化学研究表明,石墨烯-纳米金复合材料具有良好的导电性和大的比表面积,修饰电极的电化学信号得到较明显增强,同时促进了铋膜预富集铅的能力,对Pb(II)检测灵敏度高,检测范围宽。在最佳实验条件下,其对Pb(II)浓度的定量测定线性范围为1~220μg?L-1,R=0.9987,检出限为0.1μg?L-1(S/N=3)。实际样品中铅的测定结果表明,该方法简便、可靠,具有实际应用价值。     

碳纳米笼的制备及其应用研究进展

碳纳米笼是一种笼状结构的碳纳米材料,具有高的比表面积,分级分布的孔结构和优异的导电性。碳纳米笼的以上优点使其在电化学储能和电催化领域得到了广泛的应用。综述了近年来碳纳米笼的制备方法及其在电化学领域的应用研究进展。     

三维泡沫石墨烯基生物传感器的研究进展

化学气相沉积方法制备的三维泡沫石墨烯是一种具有低密度、高孔隙率的三维网状连通的多孔碳材料。由于具有具有高的导电性、大的比表面积和生物兼容性,使其成为生物传感器电极的理想材料。综述了化学气相沉积法制备的石墨烯在生物传感器中的应用,并对其在生物传感器中的发展前景进行了展望。     

基于多酸复合物的电化学生物传感器在食品分析中的研究进展

多金属氧酸盐（简称多酸,POMs）具有结构和组成多样、性能独特的优点,在电化学生物传感器领域被认为是一类很有前景的阴离子材料。将POMs与碳基材料、贵金属和金属有机框架等纳米材料制备成多酸复合物,可改善其导电能力和比表面积低等缺陷,并增强其电催化性能,使之在电化学生物传感器领域应用范围扩大。本文综述了近五年多酸复合物的电化学生物传感器的类型与制备方法,以及在食品分析领域中的研究进展,并讨论了其未来挑战和发展前景。     

石墨烯及多孔石墨烯应用的研究进展

石墨烯是一种二维碳纳米材料,是理想的二维电子材料,其导电性能优异,柔韧性好,电子迁移率高,比表面积大,并有良好的生物兼容性。多孔石墨烯是指在二维基面上具有纳米级孔隙的碳材料。石墨烯及多孔石墨烯的各种优良特性,使其在传感器、储氢、海水淡化、涂料、锂离子电池等各个领域的应用具有广阔的应用前景。     

基于多酸复合物的电化学生物传感器在食品分析中的研究进展

多金属氧酸盐（POMs）具有结构和组成多样性的优点，在电化学生物传感器领域被认为是一类颇具前景的功能性阴离子电极修饰材料。通过将POMs与碳基材料、贵金属和金属有机框架等纳米材料复合形成多酸复合物，可以克服其导电能力差和比表面积小的缺陷，将进一步拓展POMs在电化学生物传感器领域的应用范围。该文综述了近年来基于POMs基复合物电化学生物传感器的构建方法，以及POMs基复合物在食品分析领域中的研究进展，并探讨了POMs基复合物未来的挑战和发展前景。将POMs基复合物制备与电化学生物传感器构建这两项技术不断融合将逐渐提升相关传感器的检测性能。     

石墨烯基纳米材料电化学检测生物分子的最新进展

石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯纳米片可以很容易地与各种类型的无机纳米颗粒（包括金属、金属氧化物、半导体纳米颗粒、量子点、有机聚合物和生物分子）结合，以创建各种各样的基于石墨烯的纳米复合材料，增强生物传感器应用的灵敏度。本文综述了石墨烯/纳米金复合材料作为新兴的电化学生物传感器，用于检测葡萄糖、胆固醇、多巴胺（DA）、抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）和农药生物分子，具有更高的灵敏度、选择性和较低的检测极限。最后，展望了石墨烯生物传感技术的发展前景。     

水滑石纳米材料特性及其在电化学生物传感器方面的应用

阐述了水滑石纳米材料结构和性能之间的关系及近年来水滑石纳米材料在电化学生物传感器方面应用的最新进展。重点介绍了水滑石纳米材料在吸附生物酶制备电化学传感器、水滑石纳米片固定生物酶制备电化学传感器、水滑石纳米片固定其它活性组分制备电化学传感器、水滑石自构筑电化学传感器等方面的应用。着重对水滑石纳米材料制备电化学传感器的机理和制备方法进行了系统概述。提出了水滑石纳米材料构筑电化学生物传感器应用研究的发展趋势：对水滑石纳米材料进行多层、多组分、微型化和阵列化等多样化设计,指出高选择性和高灵敏度检测是未来新型电化学生物传感器应用研究的主要发展方向。     

石墨烯基复合电极在非对称超级电容器中的研究进展

非对称超级电容器(ASCs)因电化学性能更为优异而成为近几年来的研究热点,石墨烯作为一种新颖的二维碳材料,具有比表面积大、导电性高、力学性能好和化学稳定性优异等优点,是非对称超级电容器复合电极的一类理想载体材料。本文综述了近几年来石墨烯基复合电极在非对称超级电容器中的应用状况,认为比表面积更大、导电性更好的石墨烯将会促进石墨烯基复合电极在超级电容器中的应用与发展,也会提高石墨烯基非对称超级电容器的性能。指出将金属氧化物、导电聚合物、金属氢氧化物以及金属硫化物纳米化,使之兼具大的有效面积、丰富的氧化还原活性位点等特点,从而提高复合材料的比电容,是石墨烯基复合电极的研究重点。     

智能所发现纳米材料的选择性电化学行为与吸附性能相关

纳米结构材料已经被广泛地应用于增强电化学分析信号,然而研究人员通常将这种增强的电化学分析信号(电流和灵敏度)简单地归因于纳米结构材料比表面积增加的一种表现,因此纳米材料增强分析行为本质的研究一直是分析化学工作者所关注的重点之一。     

基于薄层黑磷的电化学传感器研究进展

自2014年首次被报道以来,层状黑磷作为一种新型的二维纳米材料受到了广泛的关注与研究。层状黑磷具有比表面积大、带隙结构可调、载流子迁移率高、生物相容性好及易修饰等特点,是一类潜在的理想生物传感材料。本文将关注层状黑磷在电化学传感器中的应用,根据检测目标物的类型,对最新的研究报道进行了详细分类与讨论,主要包括气体分子、生物小分子、其他小分子、生物大分子、细胞几大类基于层状黑磷构筑的电化学传感器。重点概述了层状黑磷及其复合纳米材料的制备方法与性质,传感器的结构、工作原理与分析性能等。最后讨论了黑磷基纳米材料在电化学传感器中应用的现存问题和未来发展方向,为进一步拓展黑磷纳米材料在分析传感领域的应用提供了参考。     

石墨烯复合功能材料及其在重金属离子检测的电化学研究与应用

石墨烯(GR)是典型的单原子碳纳米材料,具有独特的二维共辄平面结构,其高活性的比表面积和突出的导电性能,在电催化和敏感材料制备领域已得到广泛的应用。氧化石墨烯(GO)作为GR的前驱体,存在大量的含氧官能团,具有良好的水溶分散性。大量GO含氧官能团的介入会破坏其K-7T共辘结构,导致其电学性能变差。GO通过化学、水热合成或直接电化学还原方法可有效修复其共辄平面结构,得到导电性良好的还原氧化石墨烯(rGO),即GR.单组分的GR材料在实际应用中仍存在某些局限性,如电学活性相对较弱,与其它材料加工复合性能较差等。将GR、G O材料与其它功能材料进行复合,可进一步改善复合物的物理或化学性能,如分散性、加工修饰和电催化活性等。综述了石墨烯材料与金属及其氧化物纳米粒子、聚合物、掺杂原子、导电离子液体、碳纳米材料等功能材料复合后,能形成可调控的微结构,具有改性的化学性质和协同发挥的电学效应,表现出显著的电子传递能力及其功能性作用。论述了GR功能化修饰的复合材料作为敏感界面,构筑基于重金属离子检测的电化学生物传感器,可以实现对Pb2+,Hg2+,C『+等多种重金属离子的同时或分别检出,提出了GR复合制备材料的纳米结构特征、功能修饰作用对于提高传感器的电催化活性和选择性性能等方面的应用,并对该研究领域进行了总结与展望。     

金纳米颗粒负载石墨烯用于药物制剂中的吉非替尼检测

制备金纳米颗粒负载还原氧化石墨烯纳米材料(AuNPs@rGO),通过优化修饰电极上纳米材料的修饰量和p H,构建一种具有高灵敏测定药物制剂中吉非替尼的电化学传感器。在优化的参数条件下,AuNPs@rGO修饰的传感器对吉非替尼具有高的催化活性,其线性检测范围为0.5～50.0μmol/L,检出限为6.0 nmol/L(S/N=3)。实验证明AuNPs@rGO修饰的电化学传感器对吉非替尼的检测具有良好的重现性和稳定性,该方法具有灵敏度高和检测速度快的优势,具有应用于药物制剂中有效成分的分析检测的潜力。     

纳米金和磁性纳米颗粒在生物传感器中的应用

纳米技术的出现为纳米材料在分析化学领域的发展和应用开辟了新的方向。纳米材料的优异性能例如比表面积大、反应活性高等为生物检测奠定了基础。综述了纳米材料中纳米金和磁性纳米颗粒在生物传感器中的应用,并对其将来的发展进行了展望。     

氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料的制备及其赝电容性能研究

本文利用电化学沉积法将掺杂有氧化石墨烯的聚吡咯沉积在活性碳布上,获得了一系列不同氧化石墨烯掺杂程度的氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料。采用电化学方法研究复合材料构筑的超级电容器的赝电容行为。研究表明掺杂氧化石墨烯后的复合物构筑的超级电容器电容性能有显著提升。随着氧化石墨烯掺杂量的提高,复合物的质量比电容先增加后减小。这归因于复合物掺杂少量的氧化石墨烯时可以改善聚吡咯的导电性和微观形貌,使得复合材料的质量比电容显著提高。     

本期导读

正石墨烯气凝胶是一种在石墨烯基础上开发的多孔纳米材料,其高比表面积、高孔隙率、低密度、低导热系数、强吸附性、良好的热稳定性及结构可控性等特性,使得其在吸附、储能、催化、电化学等领域具有广阔的应用前景。"石墨烯气凝胶的结构控制及其电化学性能"一文通过Hummer法制备了氧化石墨烯,然后采用水热法制备石墨烯气凝胶,对水热条件(氧化石墨烯质量浓度、水热反应时间等)进行了考察;将制备的气凝胶用作锂离子电池的负     

纳米材料修饰电化学传感器应用研究进展

电化学传感器凭借其样品用量少、稳定性好、环境污染小等优势,在生物检测、环境监测等方面有着广泛的应用。而纳米技术作为21世纪最前沿的两个技术之一,为电化学传感器的发展注入了新的活力。纳米材料凭借其大的比表面积、优异的催化能力与高灵敏度为新型电化学传感器的发展提供了基础。本文主要介绍了纳米材料修饰电化学传感器技术及其应用。     

功能化石墨烯纳米复合材料的制备研究进展

自从2004年单层石墨烯被制取以来,由于其卓越的传感性能,如特殊的电学属性(极高的载体迁移率和电容)、电化学性质(极快的电子传递速率)、结构特点(单原子厚度和极大的比表面积)、机械性能(超强的强度和柔韧性),已在制备新颖的电化学传感器方面显示出巨大的潜力。为了提高石墨烯的敏感性、特异性、负载能力、生物相容性等,科学工作者们采取多种方式制备石墨烯复合纳米材料,从而大大拓展了石墨烯的应用范围。     

基于石墨烯纳米复合材料的重金属离子电化学传感器研究

近年来,工业快速发展使得我国水污染现象日趋严重,其中,重金属离子含量超标是造成水污染的重要原因。因此,发展简便、快速、灵敏的重金属离子检测技术非常重要。电化学检测方法具有操作简单、制备成本低、灵敏度高和易于微型化等优点,在重金属离子检测中具有重要应用价值。基于热还原氧化石墨烯(Tr GNO)-金纳米颗粒(Au NPs)复合材料构筑高性能电化学传感器平台,采用电化学方法实现对铜离子(Cu2+)的简便、快速、灵敏检测。采用透射电子显微镜和各种电化学技术对纳米复合材料及其修饰电极进行了形貌表征和电化学测试,并对材料制备和测试条件进行了优化。结果表明,通过Tr GNO与Au NPs的有效复合,所制备的纳米复合材料具有增大的电极表面积和优异的导电性,有利于提高对Cu~(2+)的电化学检测灵敏度。线性检测范围为1. 0×10~(-6)～5. 0×10~(-4)mol/L,检测限可达8. 5×10~(-7)mol/L。