铜/石墨烯新型电化学传感器检测性能的研究

检测水中硝酸根离子和亚硝酸根离子浓度的方法很多，如高效液相色谱、分光光度计、色分析法等。电化学传感器凭借响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点成为检测新技术的研究热点之一。很多研究表明，由石墨烯纳米复合功能材料构建的新型电化学传感器性能优异。基于此，一种铜负载于石墨烯表面的纳米材料在室温下被合成，并通过扫描电子显微镜、透射电镜、原子力显微镜和电化学阻抗谱等多种方法对其进行了表征。由该材料制备的一种新型电化学传感器，其检测性能运用循环伏安法和微分脉冲伏安法进行了探究。结果表明：该传感器对硝酸根离子和亚硝酸根离子检测性能好，检测浓度范围宽，由0.1μmol/L到100μmol/L;检出限低：硝酸根离子检出限为0.03μmol/L,亚硝酸根离子检出限为0.05μmol/L。所制备的传感器对实际样品进行了检测，结果令人满意，证明新型电化学传感器具有实际使用价值。     

基于石墨烯量子点的电化学发光传感器的构建及性能研究

铜离子是一种对于自然环境和人体健康都颇为棘手的重金属污染物,实现对其的快速检测具有较高的实际应用价值.而电化学发光传感器是一种基于电化学发光原理的检测技术,其具有分析速度快、灵敏度高、操作简单、可控性强等优势.本文提出了一种基于石墨烯量子点的电化学发光检测方法,利用量子点优异的光学和电学特性,可实现对水溶液中铜离子的快速检测,且操作简单.实验结果表明该传感器在铜离子为0.5～16μM的浓度范围内表现出良好的线性度,同时具有较好的稳定性,在污染物检测领域中具有一定的应用价值.     

功能化石墨烯复合材料在电化学免疫传感器中的应用

石墨烯应用于新型免疫传感器的开发已成为当前研究热点.将石墨烯与其它纳米材料复合,利用不同组分间的相互协同作用,使其应用效率进一步扩大.本文综述了近年来石墨烯复合材料在电化学免疫传感器中的应用,并展望了未来基于石墨烯复合材料的电化学免疫传感器的研究方向.     

石墨烯纳米复合材料在电化学免疫传感器中的应用

石墨烯纳米复合材料由于其优异的电化学性质和生物相容性被广泛的应用于制备超灵敏的电化学免疫传感器.通过与其他纳米材料复合,石墨烯的良好导电性等优点被放大,而易聚集、堆叠、生物相容性较差等缺点被克服.因而,对石墨烯的改性工作成为当下研究的热点.本文综述了石墨烯纳米复合材料在构建电化学免疫传感器中应用,包括石墨烯与金属、金属氧化物、高分子聚合物等的纳米复合材料,并对石墨烯纳米复合材料在电化学免疫传感领域的发展方向和前景做出了展望.     

石墨烯-CdS的制备及在光电化学检测Cu~(2+)中的应用

通过一步溶剂热法制备了石墨烯-CdS复合材料(GR-CdS),并通过XRD、TEM、HRTEM等测试手段对其进行表征.结果表明CdS纳米颗粒的生成和氧化石墨烯的还原同时发生,CdS纳米颗粒分布在石墨烯的表面.实验中还探讨了氧化石墨烯的用量对复合材料光电性能的影响.实验结果证明氧化石墨烯的用量为10mg时,复合材料具有较好的光电活性(GR10-CdS).因此GR10-CdS修饰到导电玻璃表面作为光电化学传感器检测Cu2+,线性检测范围为10~80μmol/L,信噪比为3时传感器的检测限是9.5nmol/L,而且该光电化学传感器表现出很好的选择性.     

基于纳米材料的电化学传感器在重金属离子检测中的应用

日益严峻的重金属污染对生态环境和公众健康造成了巨大的威胁,纳米材料和电分析技术的有效结合为重金属离子的高效检测提供了全新的研究手段。本文介绍了近年来纳米材料在重金属离子电化学检测应用中的研究现状,分析比较了金属、金属氧化物、碳基和介孔氧化硅纳米材料的特点,最后对纳米材料在重金属离子电化学检测中的发展前景进行了展望。     

重金属离子对高岭土物理力学性质的影响研究

通过试验分析了三种常见且危害性较大的重金属离子(Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺)单独作用和共同作用时，其对高岭土物理力学性质的影响规律.研究结果表明：不论是单一重金属离子污染高岭土还是多种重金属离子污染高岭土，其液塑限、塑性指数、抗剪强度均会随着重金属离子浓度的增加而降低，其渗透系数则均会随着重金属离子浓度的增加而增加；多种重金属离子对高岭土液塑限、抗剪强度以及渗透性的影响程度要大于单一重金属离子的影响程度，但要小于单一重金属离子影响程度的总和，且重金属离子浓度越大，这种效应就越明显，因此不能用单一重金属离子污染土的工程特性推求多种重金属离子污染土的工程特性.     

重金属离子检测方法研究进展

重金属污染已成为农业环境和农产品安全亟待解决的问题,对重金属离子的检测研究和重金属污染防控至关重要。现从原理、优缺点、研究进展方面综述了电化学检测法、光学检测法、生物学检测法等常规重金属离子检测方法,并对高光谱遥感技术、太赫兹时域光谱技术、共振光散射技术、纳米技术等新型检测技术做出相关介绍,最后对各种传统检测方法与新型检测方法做了对比分析,在此基础上提出了新的重金属同位素检测技术可能性方案,并对重金属检测技术研究发展方向做出展望。     

三维多孔结构氧化石墨烯-二茂铁的合成及其过氧化氢化学传感

利用一步法制备了三维多孔结构的氧化石墨烯-二茂铁纳米复合材料,并利用其构建了过氧化氢电化学传感器。实验结果表明,该纳米复合材料具有三维多孔的结构,因而具有更大的比表面积,提供了更多的电化学活性位点,有利于电子的传输,并对过氧化氢具有良好的电催化活性。其对过氧化氢浓度响应的线性范围为25.0μmol/L~3.0 mmol/L,检测限约为3.5μmol/L。此材料合成方法简单,构建的过氧化氢传感器具有响应快、稳定性好、灵敏度高、重现性好等特点。     

基于石墨烯量子点的全印刷纸质生物传感器

用于医疗保健的及时诊断技术及移动检测方式要求新一代低成本、准确、灵敏且适于大批量生产的生物传感器。采用印刷方式制备传感器的方案推陈出新,全印刷技术为实现传感器的大批量生产提供新思路。纸材料低廉环保,在低成本制作传感器方面有良好的应用前景。石墨烯量子点具有优异的导电性、优良的生物相容性、稳定的荧光等特点,在改善和提高传感器性能方面存在很大潜力。对目前的全印刷传感器、纸质传感器和基于石墨烯量子点的传感器进行综述,提出一种基于石墨烯量子点的全印刷纸质生物传感器方案。     

氧化石墨烯-金纳米粒子电化学邻苯二酚传感器的制备

本文通过水热法制备了氧化石墨烯-金纳米粒子纳米复合材料(GO-AuNP),由于该材料具有大的比表面积、优异的电化学传导性能,因此,将其应用于构建性能优异的电化学邻苯二酚传感器.在最佳条件下,该电化学传感器具有良好的线性范围:0.1～1.0μM, 5. 0～200. 0μM,且检出限(LOD)达到了0. 02μM (3Sb/k).此外,该电化学传感器已成功实现对自来水中邻苯二酚的检测.     

重金属汞离子免疫分析方法的研究

快速定量检出环境及食品中的重金属离子已成为世界范围内的研究热点.免疫分析方法具有灵敏度高、特异性强、速度快、成本低、容易操作等优点,被广泛应用到环境和食品中重金属离子的检测中.本文主要介绍了重金属汞离子抗原制备过程中双功能试剂的选择、单克隆抗体的制备以及免疫分析方法的建立,并且就其与新型分析方法的结合趋势进行了探讨.     

基于石墨烯和Fe_3O_4@TiO_2@AuNPs纳米复合材料修饰电极用于检测洋蓟素

基于石墨烯(GR)和Fe_3O_4@TiO_2@AuNPs磁性核壳纳米粒子复合材料修饰金电极,构建了一种电化学传感器用于洋蓟素(cynarin)的定量检测.采用化学合成法制备了石墨烯二维纳米材料和Fe_3O_4@TiO_2@AuNPs磁性核壳纳米粒子,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其形貌和结构进行了表征.考察了洋蓟素在传感器上的电化学行为,石墨烯具有大的比表面积和良好的导电性,与Fe_3O_4@TiO_2@AuNPs核壳纳米粒子复合后,改善了石墨烯的分散性,并产生协同效应,导致传感器对洋蓟素表现出显著的电流响应.该电化学传感器对洋蓟素的线性响应范围为50 nmol/L～0.3 mmol/L,线性方程为I(μA)=5.14lgc(μmol/L)+1.37,检出限为17 nmol/L (信噪比S/N=3).制备的电化学传感器具有线性范围宽、检出限低、选择性和稳定性高等特点,用于实际样品中洋蓟素的测定,结果令人满意.     

石墨烯场效应晶体管电子识别葡萄糖

以铜箔为衬底,采用化学气相沉积的方法制备大面积单层石墨烯薄膜并制备相应的石墨烯场效应晶体管,过氧化氢电子识别研究表明,石墨烯场效应晶体管的电性能对由过氧化氢产生的外来干扰非常灵敏。利用末端带有吡啶环功能基团的葡萄糖氧化酶对石墨烯场效应晶体管进行表面改性后,葡萄糖电子识别结果表明其器件对葡萄糖有非常灵敏的电子识别性能,其检测下限小于0.1 mM,且具有生物传感器响应快、稳定性好的特点。     

GO/PPy/Pb3O4修饰电极的制备及其在电化学传感中的应用

通过制备氧化石墨烯/聚吡咯/四氧化三铅(GO/PPy/Pb₃O₄)复合材料,用于构建电化学传感器,以实现对对苯二酚的电化学检测。通过利用π-π共轭效应,实现吡咯单体在氧化石墨烯表面的原位聚合。以GO/PPy纳米复合材料为基底,通过水热反应制备得到具有微/纳结构的GO/PPy/Pb₃O₄复合材料。以扫描电镜(SEM),傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)等对复合材料进行表征,用差分脉冲伏安法研究对苯二酚在修饰电极上的电化学行为。通过对比不同修饰电极的电化学传感性能,发现GO/PPy/Pb₃O₄修饰电极展示了良好的导电性和优异的电催化性能。结果表明,该电化学传感器在1.0~35 μg/L范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,其检测限为0.3 μg/L。此外,该电化学传感器还具有良好的重现性和稳定性。     

基于人工智能优化石墨烯纳米复合材料吸附水体重金属污染研究进展

鉴于石墨烯纳米材料的优异性能,笔者对其作为载体掺杂不同物质制备出的石墨烯基复合材料在污染水体中吸附重金属等污染物的相关研究文献进行了梳理。结果发现:结合人工智能建模技术优化去除污染水体中重金属过程的工艺参数,能进一步提升石墨烯纳米复合材料对水体中重金属污染物的吸附效率,对污水修复治理具有潜在的研究价值和应用前景。此外,笔者还通过石墨烯负载纳米复合材料的制备、应用及基于人工智能建模优化去除过程的案例对不同优化方法进行了归纳,提出加强人工智能建模研究,在有效降低石墨烯纳米复合材料制备成本的同时,提高其在应用中的回收利用。     

基于聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)和多壁碳纳米管的超疏水性钠离子选择性电极

全固态离子选择性电极被广泛应用于食品工业，用来检测金属离子的浓度，但目前全固态离子选择性电极传感器存在双电层电容较小、电荷转移电阻大、容易造成电极生出水层、线性响应不够理想的问题，从而影响检测精度。本文在金电极顶部沉积聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)和多壁碳纳米管的纳米复合材料作为离子电子转换层，以增强电学和电化学特性，最后滴铸上钠离子选择性膜混合物，形成钠离子选择性电极。以此开发出来的电极大大改进了电子电荷转移能力和电导率，显示出了优异的电化学性能。循环伏安法和电化学阻抗测试的结果表明，电极在10^-6～10^-1M的范围内表现出58.16 mV/decade的出色灵敏度，检测下限为10^-6.5 M,并具有快速响应(<10 s)能力。新开发的电极具有超疏水性，静态接触角达到了141.2°,在抗干扰测试中表现出了优异的性能，具有良好的稳定性。     

掺杂石墨烯分子印迹传感器对色氨酸的手性识别

以掺杂了石墨烯纳米片的壳聚糖为功能基体,L-色氨酸为模板分子,利用恒电位沉积法制备对L-色氨酸具有手性识别功能的分子印迹传感器.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法表征印迹膜的形成过程.探讨印迹传感器的电化学性能,并优化了最优检测条件.研究结果表明:石墨烯掺杂量为1mg.mL-1,沉积时间为300s,工作电压为+0.85V,溶液pH值为6时,所制备的石墨烯-壳聚糖印迹传感器具有良好的手性识别性能,且对L-色氨酸的浓度线性响应范围为0.17～25μmol.L-1,检测限(S/N=3)达0.04μmol.L-1.     

基于四氧化三钴-石墨烯纳米复合材料的电化学DNA传感器

以离子液体碳糊电极(CILE)为基底电极,四氧化三钴-石墨烯(Co_3O_4-GR)纳米复合材料为修饰剂制备了一种新型电化学DNA传感器,并应用于副溶血弧菌tlh特征序列测定.利用壳聚糖(CTS)将Co_3O_4-GR复合材料固定在CILE表面,然后将探针ssDNA序列通过吸附法固定在CTS/Co_3O_4-GR/CILE上,与目标ssDNA序列发生特异性的分子杂交反应,以铁氰化钾为电化学信号分子,根据杂交反应前后伏安信号的差异实现了对目标ssDNA检测的目的,建立相应的工作曲线,求解线性范围和检测限等分析参数.由于复合材料具有大的比表面积故能够增加探针ssDNA的负载量,其高导电性有效地提高电化学响应信号.在最佳实验条件下使用差分脉冲伏安法可对1.0×10~(-14)~1.0×10~(-6)mol/L浓度范围的目标ssDNA序列进行检测,检测限为3.3×10~(-15)mol/L(3σ),该DNA传感器可有效识别单碱基和三碱基错配序列,具有良好的应用前景.     

功能化石墨烯-离子液体修饰电极的制备及对芦丁的检测

基于功能化石墨烯和离子液体构建了一种新型的电化学传感器.采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)对复合材料和修饰电极进行表征.结果表明,电极表面石墨烯和离子液体极大地提高了芦丁的电化学响应,在最优实验条件下,芦丁的浓度与电流在1.0×10~(-8)～8.0×10~(-5) mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检出限为3.3×10~(-9) mol·L~(-1)(S/N=3).