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基于丝肽功能化石墨烯增敏多巴胺电化学传感构建综合实验体系

2020-01-13王炎英李春涯

实验室研究与探索 2019年12期

王炎英, 屈 颖, 李春涯

(中南民族大学 a.实验教学与实验室管理中心;b.化学与材料科学学院,武汉 430074)

0 引 言

化学综合实验体系的完善不仅需强化学科之间的交叉渗透,更侧重科学前沿的引入,因此,新材料、新产品、新方法以及科研新进展都纷纷被改造为综合实验或创新性实验,从而开阔学生的视野,拓展知识领域[1-6]。

石墨烯是形成碳同素异形体(如石墨、碳纳米管、富勒烯等)的基本单元[7-8],Geim等通过简单的实验获取了单层石墨烯[9],这一开创性的工作使得石墨烯在物理、化学、生物以及材料科学等领域获得了广泛关注[7,10]。石墨烯具有一些独一无二的特性,如量子霍尔效应,室温下具有高量子迁移效率(~10 000 cm2/(V·s),大比表面积(2 630 m2/g),好的光透性(~97.7%),高弹性模量(~1 TPa),优良的热传导性(3~5 kW/(m·K)和导电性,低热膨胀系数等。迄目前为止,基于无机纳米粒子、有机晶体、聚合物、有机金属框架化合物、生物材料、碳纳米管等的石墨烯复合材料都已成功制备,并广泛用于电池、 电容、 燃料电池、 光伏装置、 光催化、传感界面等领域[11]。本文以丝肽功能化石墨烯纳米复合材料(SP-Gr)构建出电化学传感界面,考察了其对多巴胺的传感性能,并实现多巴胺的高效检测,基于此衍生出新型综合创新实验体系,适用于材料化学、分析化学、应用化学等相关专业,囊括了材料制备及表征,电化学传感器制备方法,电化学表征及测试方法,电化学分析基本模式及数据处理等。主要内容如下:在碱性溶液中,高分子丝肽上的氨基会和氧化石墨烯表面的环氧基发生化学反应,从而实现氧化石墨烯表面修饰[12],再经硼氢化钠溶液还原,可获得(SP-Gr)。……

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