石墨烯-银纳米颗粒复合材料的制备及其对双氧水的电化学检测-
石墨烯/银纳米颗粒复合材料的制备及其对双氧水的电化学检测?刘一杰,赵振廷,史健芳,张文栋,胡一杰(太原理工大学信息工程学院,新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,微纳系统研究中心,太原030024)
摘要一一以氧化石墨烯(GO )和硝酸银为原材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP )为还原剂和稳定剂,通过水热法制备出还原氧化石墨烯/银纳米颗粒(rGO /A g NPs )复合材料三采用透射电子显微镜(TEM )二X 射线衍射(XRD )及紫外-可见分光光度计(UV -Vis )
对rGO /A g NPs 复合材料的形貌二组成和结构进行表征三同时,将rGO /A g NPs 复合材料修饰到玻碳电极表面制备出过氧化氢(H 2O 2)电化学传感器,通过循环伏安法(CV )和计时安培响应法(i -t )
对传感器进行电化学性能测试三实验结果表明:制备的rGO /A g NPs 传感器具有较好的电化学性能,其对H 2O 2检测的灵敏度为340.6μA 四(mmol /L )-1四cm -2,响应时间为3s ,最低检测极限为7.5μmol /L (S /N =3)
,线性检测范围为20~4950μmol /L (线性相关系数为R =0.9973)三关键词一一还原氧化石墨烯一银纳米颗粒一过氧化氢一电化学传感器一循环伏安法
中图分类号:O65一一文献标识码:A一一DOI :10.11896/j .
issn.1005-023X.2016.24.003S y nthesis of rGO /A g NPs Com p osites with an A pp lication to Electrochemicall y Detectin g H y dro g en Peroxide
LIU Jie ,ZHAO Zhentin g ,SHI Jianfan g ,ZHANG Wendon g ,HU Jie (Micro and Nano S y stem Research Center ,Ke y Laborator y of Advanced Transducers and Intelli g ent Control S y stem ,Shanxi Province and Ministr y of Education ,Colle g e of Information En g ineerin g ,Tai y uan Universit y of Technolo gy ,Tai y uan 030024)
Abstract 一一In this p a p er ,reduced g ra p hene oxide (rGO )and silver nano p articles (A g NPs )com p osites were p re -p ared throu g h h y drothermal method utilizin g g ra p hene oxide (GO )and silver nitrate as raw materials ,and usin g p ol y (N -vin y l -2-py rrolidone )(PVP )as reductant and stabilizer.The mor p holo gy ,com p osition and structure of rGO /A g NPs h y brids were characterized b y transmission electron microsco py (TEM ),X -ra y diffraction (XRD )and ultravio -let -visible s p ectrosco py (UV -Vis ).Meanwhile ,a H 2O 2electrochemical sensor was develo p ed b y modif y in g rGO /A g -
NPs com p osites on the surface of g lass y carbon electrode ,and the electrochemical p ro p erties were investi g ated b y c y -clic voltammetr y and am p erometr y for H 2O 2detection.The measured results demonstrated that as -p re p ared rGO
/A g -NPs electrochemical sensor exhibited the sensitivit y of 340.6μA 四(mmol /L )-1四cm -2,a short res p onse time of 3s ,a low detection limit of 7.5μmol /L (S /N =3)with a linear concentration res p onse ran g in g from 20-4950μmol /L (R =0.9973).Ke y words 一一reduced g ra p hene oxide ,silver nano p articles ,h y dro g en p eroxide ,electrochemical sensor ,c y clic
voltammetr y 一?山西省科技重大专项(
20121101004);山西省高等学校特色重点学科建设项目(晋教财[2012]45号)一刘杰:男,1991年生,硕士生,主要研究方向为石墨烯复合材料一E -mail :liu j ie0216@link.t y https://www.wendangku.net/doc/db3433053.html,一胡杰:通讯作者,1979年生,副教授,硕士生导师,主要研究方向为石墨烯复合材料电化学特性及金属氧化物气敏特性一E -mail :hu j ie@t y https://www.wendangku.net/doc/db3433053.html, 0一引言
过氧化氢(H 2O 2)作为氧化剂二漂白剂二消毒剂和还原剂在化工二染色二医学二制药等领域具有广泛的应用三同时,
H 2O 2也是多种酶催化反应的副产物,
并且是在食品分析二临床诊断和环境分析中必不可少的媒介[1-3]三因此,对H 2O 2进行快速二简便和精确的检测具有重要的意义三目前,对过
氧化氢检测常用的方法为:荧光分析法[4]二分光光度测定法[5]二细胞成像法[6]和电化学检测法[7,8]等三其中,电化学检测法由于具有成本低二响应快二稳定性好二灵敏度高和选择性
强等优点已经受到广泛关注[9,10]三近年来,研究者们利用过氧化氢酶或者辣根过氧化物酶制备电化学生物传感器,开展了许多有关双氧水检测的研究[11,12]三然而,由于天然酶的成本高,稳定性差,制备过程复杂,并且酶作为活性生物大分子,对实验条件比较敏感,容易失活变性,从而影响传感器的检测性能三因此,研制无酶双氧水电化学生物传感器具有重要的意义三随着材料科学的发展,将贵金属纳米粒子与石墨烯材料进行复合,制备出的新型石墨烯/金属复合材料引起了研究者的极大兴趣三由于
这种复合材料不但具有二维石墨烯结构优异的物理和化学四
11四石墨烯/银纳米颗粒复合材料的制备及其对双氧水的电化学检测/刘一杰等万方数据