单壁碳纳米角在电化学传感器中的应用-化学;有机化学专业论文.docx

曲阜师范大学硕士毕业论文 曲阜师范大学硕士毕业论文 万方数据 万方数据 摘要 单壁碳纳米角 (single-walled carbon nanohorns，SWCNHs），是碳纳米管家族一种新型 的碳纳米材料，用激光消融石墨法制得。SWCNHs 的制备不使用金属催化剂，因而制得的 SWCNHs 不含任何金属杂质，可以高纯度的大批量生产。SWCNHs 所具有的独特性质使 它在不同领域有着非常广泛的应用。而且，SWCNHs 有很多缺陷位点，能够促进电化学反 应的进行。本文中，我们研究发现，单壁碳纳米角修饰电极 (SWCNH/GCE) 对色氨酸、 酪氨酸、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、谷胱甘肽等有很好的电化学催化性能。 本论文的主要内容如下： 1. 制备了 SWCNH/GCE，并采用循环伏安法和线性扫描伏安法实现了对色氨酸和酪氨 酸的电化学检测。研究表明：SWCNH/GCE 对色氨酸和酪氨酸有较好的电化学催化作用。 与裸玻碳电极相比，色氨酸和酪氨酸在 SWCNH/GCE 上的氧化电位由 0.764 V 和 0.717V 分别负向移动至 0.722 V 和 0.627 V；氧化峰电流明显增加，分别是裸玻碳电极上氧化电流 的 7.75 倍和 8.68 倍。色氨酸的线性响应范围为 0.5-50 μM，检测限是 0.05 μM；酪氨酸的 线性响应范围是 2-30 μM，检测限是 0.4 μM。而且，该修饰电极具有灵敏度高、重现性好 和选择性高等优点。该方法也成功检测了样品中的色氨酸和酪氨酸的含量。 2. 研究了还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (dihydronicotinamide adenine dinucleotide, NADH) 在 SWCNH/GCE 上 的 电 催 化 氧 化 行 为 并 对 其 进 行 了 测 定 。 首 先 ， 我们将 SWCNH/GCE 浸在在 0.1 M pH 7.0 的磷酸盐缓冲溶液中，在 0.0 V 到 1.3 V 的电位范围内， 以 0.02 V/s 的扫描速度活化 SWCNH/GCE。与裸玻碳电极和未活化的 SWCNH/GCE 相比， 电化学活化的 SWCNH/GCE 明显降低了 NADH 的电化学氧化的超电位。与裸玻碳电极相 比，NADH 在活化的 SWCNH/GCE 上氧化峰电位负向移动了 190 mV。NADH 的线性响应 范围是 5-700 μM，检测限为 1.0 μM。活化的 SWCNH/GCE 呈现出较高的灵敏度，较好的 重现性，良好的稳定性。并且，活化的 SWCNH/GCE 为乙醇的快速检测构建了一个新的电 化学传感平台。 3. 将 SWCNH/GCE 至于含 2 mM CuSO4 和 0.1 M Na2SO4 的溶液中，于-0.4~0.6 V 循 环扫描 25 圈构建纳米铜/单壁碳纳米角修饰电极 (CuNPs/SWCNH/GCE)，实现了对谷胱甘 肽的循环伏安检测。结果表明 CuNPs/SWCNH/GCE 对谷胱甘肽有较好的电化学催化作用。 谷胱甘肽的线性范围为 5-100 μM，检测限是 1.0 μM。CuNPs/SWCNH/GCE 呈现出较高的 灵敏度、较好的重现性、良好的稳定性。另外，CuNPs/SWCNH/GCE 对半胱氨酸、高半胱 氨酸也有较好的电化学催化作用。因此，CuNPs/SWCNH/GCE 有望用于生物硫醇的的循环 伏安检测。 关键词：单壁碳纳米角；修饰电极；色氨酸；酪氨酸；NADH；谷胱甘肽 I ABSTRACT Single-walled carbon nanohorns (SWCNHs), a new carbon allotrope within the family of elongated CNTs, were synthesized by laser ablation of pure graphite without using metal catalyst with high production rate and high yield. Due to their unique properties, SWCNHs have been widely used for various applications. Moreover, SWCNHs may have many defect sites which facilitate electrochemical applications. In our reports, we have found that SWCNHs had excellent electrochemical responses towards L-tryptophan, L-tyrosine, dihydronicot