石墨相氮化碳基化学传感器的制备及其性能研究

发布时间：2025-05-20 04:47

　　近年来,新型有机半导体材料石墨相氮化碳（g-C₃N₄）,由于具有独特的结构和物理化学性质,如优异的催化活性、稳定性和光电性能,已成为材料及相关学科研究的热点并广泛应用于光催化、生物成像等领域。然而,g-C₃N₄的电导率低、在水中分散性差,很大程度上限制了其在化学传感器领域的应用。本论文旨在将不同结构形貌、性能优异的改性g-C₃N₄与光、电化学分析技术相结合,以构建具有高灵敏度、宽线性范围和低检测限的g-C₃N₄基化学传感器,实现对含能材料、生物小分子的定量检测。这种快速、灵敏、简单的检测方法在环境检测和食品安全领域具有很好的应用前景。具体工作内容如下:1.通过电化学原位聚合法制备得到g-C₃N₄量子点（CNQDs）和聚3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT）复合材料修饰的玻碳电极（GCE）。采用循环伏安法、电化学阻抗法对修饰电极进行了表征。结果表明,掺杂PEDOT弥补了CNQD...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 化学传感器简介及分类
    1.2 电化学传感器
        1.2.1 化学修饰电极的制备
        1.2.2 电极修饰材料
    1.3 荧光化学传感器
        1.3.1 斯托克斯位移
        1.3.2 荧光量子效率
    1.4 石墨相氮化碳概述
        1.4.1 g-C₃N₄ 简介
        1.4.2 g-C₃N₄ 的制备
        1.4.3 g-C₃N₄ 的改性研究
    1.5 本课题提出的主要依据、研究内容和创新点
        1.5.1 选题依据
        1.5.2 课题研究内容
        1.5.3 课题创新
2 PEDOT/CNQDS修饰电极的制备及对抗坏血酸的检测
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂和仪器
        2.2.2 CNQDs的制备
        2.2.3 PEDOT/CNQDs修饰电极的制备
        2.2.4 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 CNQDs的 TEM表征
        2.3.2 PEDOT/CNQDs修饰电极的EIS表征
        2.3.3 AA在不同材料修饰电极上的电化学行为
        2.3.4 PEDOT/CNQDs/GCE制备条件的优化
        2.3.5 缓冲溶液pH值的影响
        2.3.6 聚合圈数的影响
        2.3.7 AA的定量检测
        2.3.8 电极的稳定性、重现性和选择性
    2.4 本章小结
3 PEDOT/h-CN修饰电极对抗坏血酸和对乙酰氨基酚的同步检测
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂和仪器
        3.2.2 h-CN的制备
        3.2.3 PEDOT/h-CN修饰电极的制备
        3.2.4 电化学测试
        3.2.5 实物样品准备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 h-CN的制备机理及表征
        3.3.2 PEDOT/h-CN复合材料的红外表征
        3.3.3 PEDOT/h-CN复合材料的SEM表征
        3.3.4 PEDOT/h-CN修饰电极的电化学阻抗分析
        3.3.5 AA和 AP在不同材料修饰电极上的电化学响应研究
        3.3.6 实验条件的优化
        3.3.7 AA和 AP的定量检测
        3.3.8 电极的稳定性、重现性和选择性
        3.3.9 实样检测
    3.4 本章小结
4 MWCNT/PCN修饰电极的制备及对尿酸的检测
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂和仪器
        4.2.2 材料的制备
        4.2.3 MWCNT/PCN修饰电极的制备
        4.2.4 实物样品的处理与实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PCN的 TEM表征
        4.3.2 PCN的 BET测试
        4.3.3 MWCNT/PCN的 XRD表征
        4.3.4 不同电极的电化学阻抗表征
        4.3.5 UA在不同材料修饰电极的电化学响应
        4.3.6 扫描速度的影响
        4.3.7 缓冲溶液pH的影响
        4.3.8 MWCNT/PCN/GCE制备条件的优化
        4.3.9 UA的定量检测
        4.3.10 电极的稳定性、重现性和选择性
        4.3.11 实样检测
    4.4 本章小结
5 A-CNNS的制备及其对三硝基苯酚的荧光检测
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂和仪器
        5.2.2 A-CNNs的制备
        5.2.3 荧光测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 A-CNNs的 TEM表征
        5.3.2 XRD测试
        5.3.3 红外测试
        5.3.4 A-CNNs的荧光性能
        5.3.5 定量分析
        5.3.6 荧光寿命测试
        5.3.7 A-CNNs荧光探针的选择性
        5.3.8 荧光量子产率
    5.4 本章小结
6 全文总结
致谢
参考文献
附录



本文编号：4046871