黑磷纳米复合材料的制备及传感应用
黑磷是一种新兴的二维纳米材料，自2014年被成功剥离以来，因其独特的性质而受到广泛关注。和石墨烯类似，本体黑磷是一种层状材料，由单个原子层通过范德华相互作用堆叠而成。黑磷具有独特的蜂窝褶皱结构，这赋予了黑磷可调节的直接带隙，室温下具较高的电子迁移率和结构上的各向异性等特性。基于这些独特的性质，黑磷已在光电器件、太阳能电池，晶体管和传感领域有了许多应用。本论文在前人工作的基础上制备了形貌可控的二维黑磷纳米薄片，并基于此发展了血红蛋白/离子液体/聚二甲基二烯丙基氯化铵/黑磷电化学传感器和铜纳米颗粒/壳聚糖/黑磷电化学传感平台。具体工作如下： 1.利用水相超声液相剥离法制备了形貌可控的二维黑磷纳米材料，并对超声时间，离心速率和离心时间等实验条件进行了优化。利用透射电子显微镜（TEM），X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（Raman）等表征手段对所得二维黑磷纳米片进行了形貌和结构的表征，并探索了其在水相和有机相中的本征电化学行为。 2．采用离子液体(IL)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和黑磷非共价键合，制备了功能化黑磷纳米复合材料IL/PDDA/BP。合成的纳米复合材料具有良好的生物相容性、理想的溶解性和突出的导电性，有利于血红蛋白(Hb)的固定，并可以促进Hb在电极表面的直接电子转移（kET=15.36s-1）。构建的Hb/IL/PDDA/BP生物传感器在80μM至3.8mM浓度范围内对亚硝酸盐还原具有卓越的电催化活性。 3.以壳聚糖（Chitosan）为载体，采用循环伏安法将铜纳米颗粒（CuNPs）沉积在黑磷修饰的玻碳电极表面，制备了铜纳米颗粒/壳聚糖/黑磷纳米复合材料CuNPs/Chit/BP。合成的纳米材料具有更大的比表面积和更高的催化活性。利用电化学方法研究了构建的CuNPs/Chit/BP无酶传感器对过氧化氢的催化还原。初步研究结果表明，所制备的黑磷基无酶传感器在0.1mM至6mM的范围内对H2O2还原具有高的效电催化活性。
黑磷;纳米复合材料;电化学传感器;亚硝酸钠;过氧化氢
上海应用技术大学
硕士
应用化学
赵韵
2020
中文
TB33
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）