石墨烯技術分析在電（diàn）化學傳感器中的應用

石墨烯技（jì）術分（fèn）析在電化學（xué）傳感器中的（de）應用
來源：東莞市捷誠石墨製品有限公司 發布時間：2018-12-08 點擊次數：914


{指南}與碳納米管相比，石墨烯具有明顯的優點，如無金屬雜（zá）質（zhì）、生產成本低。近年來，石墨烯（xī）在電子器件、儲能轉化、生物科技（jì）等領域（yù）得到了廣泛的應用。石墨烯是一種優良的電化學分析電極材料。石墨烯及其複合材料逐漸應用於電化學傳感（gǎn）器。

石（shí）墨烯是一（yī）種spZ雜化碳（tàn）原子，排列在蜂窩狀六角形平（píng）麵晶體中，其厚度僅為單層態L。石墨烯（xī）具有比表麵積（jī）大、機械強度高、導熱係數高（gāo）等獨特性質。石墨烯（xī）與碳納米管相比，具有無金屬雜質、生產成（chéng）本低等優點，近年來在電子器件、儲能（néng）轉化、生（shēng）物科技等領域得到了廣泛的（de）應用。石墨烯優良的電化學性能使其成為優良的電化學分析電極（jí）材（cái）料。石墨烯及其複合材料逐漸應用（yòng）於電化學領域。

Akonstantinou和他的合作者首先將石（shí）墨烯（xī）基納米材料應用於（yú）電化學（xué）傳感，他們在沒有催化劑的矽片襯底上生長了數十個納米石墨薄（báo）膜（mó），這些薄膜由幾百層石墨（mò）烯片堆疊在一起，具有高r用透射電子顯（xiǎn）微鏡（HRTEM）、掃描電鏡（SEM）和能量色散X射線能譜（EDS）對製備的石墨（mò）烯片（piàn）層進行了表征。在二茂鐵對上（shàng）獲得（dé）了快（kuài）的電子（zǐ）轉移速率。連續測定多巴胺、抗壞血酸和尿酸。材料特性（xìng）和測定結果如圖1.10東等人所示。詳細研究（jiū）了還原型氧化石墨烯的電（diàn）化學性質，該工作組獲得（dé）的氧化石墨烯片厚度約（yuē）為（wéi）Inln，其（qí）中含有（yǒu）2-3層單（dān）層石墨烯，利（lì）用各種電化學探針研究了石墨烯（xī）的電化學（xué）性（xìng）質（zhì）。E分子（zǐ）。將石（shí）墨烯（xī）修飾電極與石墨修飾電極和裸電極進行（háng）了比較，兩種方法測定的多巴胺的分析性能不同，主要是因為所（suǒ）用石（shí）墨烯的層數不同。

Li及其合作（zuò）者利用石墨（mò）烯基納米材料實現了抗壞血酸存在下多巴胺的靈敏測定。釹多（duō）巴胺可以在石墨烯修飾電極上分（fèn）離，從（cóng）而避免了抗壞血酸的幹擾。討論了在抗（kàng）壞血酸存在下石墨烯修飾電極測定多巴胺，比較了裸玻碳（tàn）電極與修飾電極（jí）的性能，指出（chū）石墨烯修飾（shì）電極的HET比裸電極的HET快。S.

采用石墨烯修飾電極測定鉛、氟離子，與裸玻碳電極相比（bǐ），石墨烯修飾電（diàn）極對重金屬離子的測定（dìng）靈敏度（dù）大大提高。超聲波（bō）處理後水合應力下的氧（yǎng）化阿樸石，該材料含有99%的（de）多（duō）層（céng）石墨烯和1%的（de）單層石墨烯（xī）1501。劉和他的合（hé）作者（zhě）製備了離子液體殼聚糖修飾玻碳電極。離（lí）子（zǐ）液體殼聚糖納米複合材料能顯著降低（dī）NADH的氧化（huà）過電位，消除電極表麵的溢出效應（yīng），是一種具有潛在（zài）應用價值的簡單高效的（de）乙醇傳感器。製備了用於月球阱表征和堿性介質中拉曼光譜的還（hái）原石墨烯層。用原子力顯微鏡（AFM）和裸玻碳電（diàn）子（zǐ）學、1.10石墨烯的透射電子顯微鏡（TEM）圖像（A）和生物分子在石墨烯修飾電極上的循環伏安法（B）測定了由肼製備的石墨烯材料。

Linet al。製備了具有電催（cuī）化活性的功能性石墨烯電化學傳（chuán）感器，用（yòng）於對乙基苯酚氨基酚的靈敏測（cè）定。用（yòng）循環伏安法和方波伏安（ān）法研究了對（duì）乙基苯並噻嗪酚在石墨烯修飾電（diàn）極上的電（diàn）化學行為。結果表明，石墨烯修飾（shì）電極對對對乙（yǐ）基苯酚氨基酚具有明顯的電催化活性，在修飾電極上獲得了幾乎可逆的氧化還原（yuán）峰，對（duì）乙基苯氨基酚的過電位顯著降低。石墨烯的結構介於（yú）單層和多層之間。

李等（děng）。指出石墨烯表麵的負電荷密（mì）度遠高於單壁（bì）碳納米管，並指出石墨烯可用於神經元的（de）電化學測定，並（bìng）與碳納米管進行了比（bǐ）較。石墨烯修（xiū）飾電極比碳納米管具有更好的信噪比和（hé）穩定性，在常用幹擾條件下，石（shí）墨烯修飾（shì）電（diàn）極對多巴胺的測定表現出優異的生物（wù）傳感器性能（néng）。生物標誌物的（de）電化學、DNA堿基對、氧化酶和脫（tuō）氫（qīng）酶相關的生物分子和神經元已被用於化學還原石墨烯的電化學。水對上述探針分子（zǐ）的電化學響應，主要（yào）是由於在氧化石墨烯表（biǎo）麵存在大量的含氧基團（tuán）。

石墨烯已成功地應（yīng）用於生物電（diàn）化學。陳和他的合作者使用厚度小於1OOnm的石墨片來製造葡萄（táo）糖傳感器，實現了葡萄糖在石墨片上的直接電子轉移。石墨烯片可以支持有（yǒu）效的電子纏繞。當這些金屬蛋白與石墨烯形（xíng）成複合物時，它們能夠有效地維持完整的結構和生物活（huó）性。這些性質表明石墨烯與蛋白質（zhì）的複合物可以（yǐ）用於生物傳感器和生物燃料電池。石墨烯基納米複合材料具有優異的（de）電化學性能和生物相容性，能夠完成氧化還原酶的直（zhí）接電子轉移（yí），並保持這些酶的良好生物活性。用聚乙烯胺官能（néng）化離子液體保（bǎo）護石墨烯，使其在水中分散（sàn）穩定，對（duì）氧和過氧化（huà）氫具有較強的電催化還原活性。對葡萄糖電（diàn）化學生物傳感（gǎn）器進（jìn）行了修複，得到了葡萄糖氧化酶（méi）在石墨（mò）烯上（shàng）的直（zhí）接電子（zǐ）轉移，為進一（yī）步（bù）在生物（wù）傳感器中的應用奠定了基礎。在石（shí）墨烯層中摻雜氮，石墨烯直接與葡萄（táo）糖氧化酶結合，形成葡萄糖氧化酶生（shēng）物傳感器，葡（pú）萄糖傳感器的檢測限可（kě）達loomolLll.Que等。指出氧化石墨烯本身具有過氧化物酶催化活性，這主要是由於在石墨烯片層（céng）邊緣存在主軸基團所致。製備了殼（ké）聚（jù）糖（táng）分散石墨烯薄膜（mó），該石墨烯薄膜在水中穩定分散（sàn）形（xíng）成穩（wěn）定的黑色液體溶液。細胞色素C能在修（xiū）飾（shì）電極表麵維持生物活性，對（duì）還原（yuán）氮氧化物具有良好的酶活性，可用於157種氮氧化（huà）物生物傳感器。層（céng）狀石墨烯納米纖維也被用於葡萄（táo）糖的酶法測定。采用多層石墨烯納米纖維和固定化酶分子直（zhí）接在納米纖維表麵修飾（shì），並（bìng）與碳納米管（圖1.13）進行比較。他們的研究表明，與（yǔ）碳納米管和石墨相比，扁平納米纖維是最好的生物傳感（gǎn）器材料。

圖1.13酶解石墨烯納米纖維和碳納米管

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