论文部分内容阅读
单一的材料已不能满足对材料性能的要求,材料的功能化和复合化成为研究的热点。复合材料中各组分之间的协同作用能够使复合材料取得更加优异的性能。石墨烯具有比表面积大、结构稳定、导电导热性好以及生物相容性好等优点,是一种良好的碳纳米材料。氧化石墨烯表面有丰富的含氧官能团（羟基、羧基、羰基、环氧基团等）,可以为聚合物、无机纳米粒子以及金属离子的复合提供十分便利的条件,从而使氧化石墨烯可以通过各种方法与其他材料进行复合改性。环境响应聚合物能够在外界不同的刺激下产生相应变化,是性能优异的智能材料。将环境响应聚合物改性石墨烯或者氧化石墨烯来制备两者的复合材料,既可以发挥各自的优点又可以通过两者的结合使复合材料产生新的性能,是用于电化学传感器电极材料的理想选择。本文将pH敏感聚合物和温度敏感聚合物通过非共价修饰的方法分别接枝到氧化石墨烯的表面,制备复合材料,并成功构建具有pH开关性能的电化学适配传感器,实现对黄曲霉素B1（AFB1）的灵敏检测。本文主要内容如下:1.基于氧化石墨烯和pH敏感聚合物复合材料构建电化学传感器:合成pH敏感聚合物聚4-乙烯基吡啶（P4VP）,并成功制备GO-P4VP复合材料,以其为电极基底材料,构建新型pH开关电化学适配体传感器来灵敏地检测AFB1。对pH敏感的P4VP可以控制电化学传感器的“开”和“关”行为。改变溶液的pH值使其在P4VP的pKa值上下连续,利用质子化和去质子化的P4VP与电化学探针在可逆电子转移过程中的转换,控制电化学传感器的“开”和“关”状态。利用循环伏安法（CV）、电化学阻抗法（EIS）和差分脉冲伏安法（DPV）来研究所构建的电化学适配体传感器的电化学性能,对pH和作用时间等实验条件进行了优化,在最佳条件下完成了对AFB1的检测。该传感器检测AFB1的线性范围是0.01 ng?mL-1-50 ng?m L-1且最低检测限为1.43 pg?mL-1。2.基于GO-P4VP复合材料和碳化钛构建电化学传感器:对上述制备的以GO-P4VP复合材料为电极材料的电化学适配体传感器进行了改进,引入了导电性能更加优异的碳化钛,以增强电化学适配体传感器的电化学性能。设计了一种基于碳化钛（Ti3C2Tx）、羧基化氧化石墨烯（GO-COOH）和P4VP复合材料的新型开关电化学适配体传感器来检测黄曲霉毒素B1（AFB1）。利用循环伏安法（CV）和电化学阻抗法（EIS）来研究所构建的电化学适配体传感器的电化学性能。在检测AFB1时,该适配体传感器表现出良好的灵敏度、重现性和稳定性。3.氧化石墨烯与温度敏感聚合物复合材料的制备:成功制备聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）和氧化石墨烯的复合材料并对复合材料的电化学性能进行测定。利用可逆加成断裂链转移法（RAFT）合成带有芘官能团的PNIPAM,利用π-π吸附将PNIPAM接枝到GO表面制备GO-PNIPAM复合材料。通过循环伏安法分别对GO、GO-PNIPAM进行电化学性能的测定。结果表明,复合材料拥有较好的电化学性能并具有一定程度温度响应性。