基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料的阻抗型电化学适配体传感器检测铜绿假单胞菌

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料制备电化学阻抗传感器检测铜绿假单胞菌。采用电化学沉积的方法将氧化石墨烯/碳纳米管修饰在电极表面,并将氧化石墨烯电化学还原。随后将纳米金沉积在电极表面,最后将巯基修饰的铜绿假单胞菌适配体通过金硫共价键结合在纳米金表面,制成工作电极。用扫描电镜观察合成的还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金材料的形貌。用循环伏安法对组装电极的每一步进行电化学表征。当铜绿假单胞菌在适配体修饰的电极表面孵育后,适配体会将目标菌捕获在电极表面,阻碍电极表面电子传输,导致阻值上升,根据电阻变化值可实现对目标菌的定量检测,检测线性范围为10~10^(6) CFU/mL,检出限可达4 CFU/mL,本实验方法是已知的检测铜绿假单胞菌灵敏度最高的电化学方法。

基于还原氧化石墨烯-纳米铜的分子印迹电化学传感器测定葡萄糖

采用电化学法在氧化石墨烯(GO)修饰电极表面原位生成还原氧化石墨烯-纳米铜粒子(rGOCuNPs),以葡萄糖为模板分子,对氨基苯甲酸为功能单体,在rGO-CuNPs修饰的玻碳电极(GCE)表面,通过电聚合法制备分子印迹聚合物膜。聚合完成后,将模板分子溶剂法洗脱,聚对氨基苯甲酸膜表面的“印迹孔穴”可以对葡萄糖进行特异性识别。采用X射线衍射图谱和扫描电镜对rGO-CuNPs-GCE的结构和表面形貌进行了表征,通过循环伏安法、电化学交流阻抗法(EIS)、差分脉冲伏安法(DPV)对传感器的电化学性能进行了分析。当葡萄糖的浓度在0.08~10μmol/L范围内时,K_(3)[Fe(CN)_(6)]在印迹电极上的DPV峰电流降低值与葡萄糖的浓度呈线性关系,检出限为10 nmol/L;采用该方法对血液和唾液中的葡萄糖进行测定,回收率在95.8%~106.0%之间。

PLGA/赖氨酸接枝氧化石墨烯纳米粒子复合支架对MC3T3细胞成骨分化的影响

背景:骨损伤后如何有效促进骨再生和骨重建一直是临床骨修复研究中的关键问题,利用生物和降解材料搭载生物活性因子在骨修复中具有优秀的应用前景。目的:探究赖氨酸接枝氧化石墨烯(LGA-g-GO)纳米粒子改性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)复合支架对成骨分化及新骨形成的影响。方法:将PLGA溶于二氯甲烷中,利用溶剂挥发法制备PLGA支架;将氧化石墨烯均匀分散于PLGA溶液中制备PLGA/GO复合支架;利用化学接枝法制备LGA-g-GO纳米粒子,将LGA-g-GO纳米粒子按不同的质量比(1%,2%,3%)与PLGA共混构建出PLGA/LGA-g-GO复合支架。表征5组支架的微观形貌、亲水性、蛋白吸附能力。将MC3T3细胞分别接种于5组支架表面,检测细胞增殖与成骨分化情况。结果与结论:①扫描电镜下可见PLGA支架表面光滑平坦,其余4组支架表面粗糙,并且随着LGA-g-GO纳米粒子加入量的增加,复合支架的表面粗糙程度加重;PLGA/LGA-g-GO(3%)复合支架的水接触角低于其他4组支架(P<0.05);PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)复合支架的蛋白吸附能力强于PLGA、PLGA/GO支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)复合支架可促进MC3T3细胞的增殖;碱性磷酸酶染色与茜素红染色显示,PLGA/LGA-g-GO(2%,3%)组细胞碱性磷酸酶活性高于其他3组(P<0.05),PLGA/GO组、PLGA/LGA-g-GO(1%,2%,3%)组钙沉积多于PLGA组(P<0.05);③结果表明,PLGA/LGA-g-GO复合支架能够促进成骨细胞的增殖和成骨分化,有利于骨损伤后的骨再生和骨重建。

电化学还原氧化石墨烯/纳米金-壳聚糖复合膜修饰玻碳电极对尿酸的灵敏测定

将氧化石墨烯（GO）在玻碳电极（GCE）表面进行直接电化学还原，再组装上纳米金-壳聚糖（AuNP-CS）聚阳离子，形成了电化学还原氧化石墨烯/纳米金-壳聚糖（ERGO/AuNP-CS）复合膜修饰的玻碳电极。采用扫描电子显微镜（SEM）表征了不同修饰膜表面的形貌，探讨了其对尿酸（UA）分子的差分脉冲伏安（DPV）行为，发现ERGO/AuNP-CS复合膜对UA分子表现出显著的电催化氧化活性。在0.10mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH=6.5）中，扫速为100mV/s时，此复合膜修饰电极的DPV响应与UA的浓度在0.05-110μmol/L范围内呈性关系，检测限为12.4nmol/L（S/N=3）。此修饰电极具有良好的选择性、重现性和稳定性，可应用于人体血清和尿液样品中UA的测定，回收率达到93.8%-104.1%。结果与分光光度法和尿酸酶试剂盒法相符。

石墨烯负载Pt-Co纳米粒子及其在氧化还原反应中的应用(英文)

采用微波-乙二醇方法还原氧化石墨烯和Pt(IV)、Co(II)粒子混合物,再经300℃H2还原,制备了石墨烯负载Pt-Co合金催化剂(Pt-Co/G)。利用透射电镜、X-射线能谱、X-射线衍射和光电子能谱对所制催化剂进行表征。Pt-Co合金的粒径为3 nm～8 nm,均匀地分散在石墨烯片上。与单金属的Pt/G和商品化的Pt/C催化剂相比,所制合金化的Pt-Co/G催化剂对氧还原反应展现出高的催化活性和可比拟的稳定性,显示了其在燃料电池中的应用潜力。

纳米金-还原氧化石墨烯修饰葡萄糖氧化酶传感器的制备及其电流法检测饮料中的葡萄糖

利用纳米金(Au NPs)与还原氧化石墨烯(rGO)复合纳米材料制备了葡萄糖氧化酶生物传感器并用于饮料中葡萄糖含量的检测。将壳聚糖作为还原剂及稳定剂,通过一步法合成了Au NPs-rGO复合材料,并通过物理吸附固定葡萄糖氧化酶(GOx)来制作GOx生物传感器。该传感器在磷酸盐缓冲溶液(0.1 mol/L,p H6.0)中,-0.45 V(vs.Ag/Ag Cl)电位下电流法检测葡萄糖含量,线性检测范围为0.01~0.88 mmol/L,灵敏度为22.54μA·mmol-1·L·cm-2,检出限为1.01μmol/L,且表观米氏常数为0.497 mmol/L。该传感器用于多种饮料中葡萄糖含量的直接检测,结果满意。

还原氧化石墨烯-TiO_2纳米管复合光催化剂的制备及其对CO_2的光催化还原性能

以石墨粉和纳米TiO2为原料,采用水热法合成了还原氧化石墨烯(RGO)-TiO2纳米管复合光催化剂。运用XRD,TEM,FTIR和UV-Vis DRS技术对该复合光催化剂进行了表征,并考察了其在模拟太阳光下催化还原CO2的活性。表征结果显示:尺寸均一的TiO2纳米管均匀生长在RGO片层表面;RGO的引入拓宽了TiO2纳米管的光响应范围。实验结果表明:TiO2纳米管与适量RGO复合后,光催化还原CO2的活性明显增强;在GO加入量(水热合成时GO质量占GO与TiO2总质量的百分比,GO质量以氧化石墨计)为5%、光催化剂加入量为1.5 g/L的最佳条件下,光催化剂的催化活性是复合前的4倍;RGO-TiO2纳米管复合光催化剂具有良好的重复使用性能。

碳纳米管/还原氧化石墨烯/聚氨酯电热变色传感纱线的制备及其性能

为了解决柔性应变传感器灵敏度较差、应变范围较窄、牢度不高等问题,设计了一种以聚氨酯细丝为芯,以碳纳米管和还原氧化石墨烯构成的三维导电网络为鞘的应变传感纱线,并采用热致变色油墨为保护层,使应变传感纱线兼具变色功能。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对传感纱线形貌与结构进行表征,并使用电子万能测试机和万能拉力试验机测试了柔性应变传感器的传感性能和稳定性能。结果表明:碳纳米管穿插于还原氧化石墨烯片层间,形成了导电性能良好的三维导电网络;变色传感纱线灵敏度最高达32.31,应变范围可达100%,可用于人体微小运动检测;在4 V的低电压下即可迅速升温至60℃,能够实现主动变色的附加功能,为发展变色响应快、颜色可调控、使用稳定性高的热致变色材料和传感材料提供新的设计思路,推动碳纳米材料在柔性可穿戴领域的应用。

电还原氧化石墨烯-金纳米棒修饰电极对酒石黄的测定

本文制备了氧化石墨烯-金纳米棒复合物(GO-GNRs)。利用滴涂法制备了修饰电极(GO-GNRs/GCE),通过循环伏安法,还原了GO-GNRs复合物中的GO,制得电化学还原的石墨烯-金纳米棒修饰电极(ERGO-GNRs/GCE)。研究了酒石黄在不同电极上的电流响应,结果表明,ERGO-GNRs/GCE对酒石黄的氧化有很好的电催化作用,其浓度在0.05~6.0μmol/L范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系,检出限为15nmol/L。利用ERGO-GNRs/GCE可完成样品中酒石黄含量的测定。

多壁碳纳米管/还原氧化石墨烯气凝胶的水蒸发性能研究

石墨烯片层间由于π-π相互作用会形成堆叠结构,不利于水体传输,影响石墨烯基材料的水蒸发性能。为改善石墨烯片层间的堆叠结构,形成较多的水体传输通道,提高石墨烯基材料的水蒸发性能,在氧化石墨烯(GO)中复合不同含量的多壁碳纳米管(MWCNT),采用水热还原法得到复合水凝胶,最后利用冷冻干燥法得到多壁碳纳米管复合还原氧化石墨烯气凝胶(MWCNT/rGOA)。研究了MWCNT含量对还原氧化石墨烯气凝胶微观结构与水蒸发性能的影响,并对MWCNT/rGOA的结构和性能进行了表征。结果表明,当MWCNT含量较低(MWCNT与GO质量比为0~0.4)时,随着MWCNT含量的增加,石墨烯片层间距增大,气凝胶内部水通道更加丰富,水蒸发性能增强。随着MWCNT含量的继续增加(MWCNT与GO质量比为0.4~0.7),MWCNT大量团聚,破坏了气凝胶内部的水通道,水蒸发性能减弱。当MWCNT与GO质量比为0.4时,MWCNT/rGOA的水蒸发速率和光热转化效率均达到最大值,分别为1.75 kg/(m^(2)·h)和91.1%。

化学原位还原法制备石墨烯-铜纳米颗粒复合物

石墨烯-铜纳米颗粒复合物具有良好的电导率、电催化活性和化学可修饰性,在电化学和生物传感器等方面有广泛的应用前景。本文采用水合肼和KBH4原位化学还原氧化石墨烯和Cu2+混合溶液制备石墨烯-铜纳米颗粒复合物。结果表明:石墨烯-铜纳米颗粒复合物只有在碱性或中性溶液中才能制备成功,水合肼比KBH4的还原效果好。水合肼还原后的石墨烯呈半透明薄纱状,铜纳米颗粒成功地、均匀地沉积在石墨烯纳米片上,独立存在不团聚,大小均匀,边长≈1μm,呈三角形或者六边形纳米片,正六边形纳米片的{111}面、不规则六边形和三角形纳米片的{110}面平行于石墨烯的二维平面。

表面负载还原氧化石墨烯对泡沫铜热扩散系数的影响

为研究及提升泡沫铜的热扩散性能,利用不同溶剂制备氧化石墨烯混合溶液,通过机械沉积(GO-无水乙醇-丙酮混合溶液沉积)、电沉积(GO-CuS4O混合溶液电沉积、KH550改性GO电沉积)两种不同的沉积方法将氧化石墨烯(GO)附着到经过预处理的泡沫铜表面,后通过高温还原法去除氧化石墨烯表面多余的含氧基团,将其还原为还原氧化石墨烯(rGO),研究材料热扩散性能及泡沫铜表面rGO的存在状态。研究结果表明,通过GO-无水乙醇-丙酮混合溶液沉积的泡沫铜表面沉积层最为均匀完整,经高温还原后性能提升也最为明显,其低温热扩散系数由纯泡沫铜的29.06 mm^(2)/s提高为56.81 mm^(2)/s,提升了95.5%。与热扩散系数为50.26 mm^(2)/s的T2铜片相比,其热扩散系数亦提高13.09%。GO在泡沫铜表面的沉积方式对沉积效果影响显著,GO经过高温还原为rGO后均可以有效提升泡沫铜的热扩散性能。

涤纶基纳米铜/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其电磁屏蔽性能

为制备具有电磁屏蔽性能且质轻、柔软的复合材料,以涤纶织物为基材,采用浸轧法将纳米铜乳液和氧化石墨烯负载到织物中,并通过化学法还原氧化石墨烯,制备涤纶基纳米铜/还原氧化石墨烯复合材料。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪等对复合材料进行表征,分析了纳米铜乳液粒径、质量分数及氧化石墨烯质量分数对复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明:在纳米铜乳液平均粒径为93.7 nm、质量分数为20%,氧化石墨烯质量分数为8%条件下制备的复合材料具有良好的电磁屏蔽性能,其最小反射损耗值为-38.06 dB;与普通涤纶织物相比,复合材料亲水性能提高,手感良好,断裂强力略有降低。

Pt-TiO_2-还原氧化石墨烯纳米复合材料的制备及氧还原性能

制备一种具有高氧还原电催化活性的Pt-TiO2-还原氧化石墨烯复合材料;采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜和拉曼光谱分析手段对催化剂的组成和微观结构进行表征.结果表明：氧化石墨烯在复合材料的合成过程中被还原为还原氧化石墨烯,纳米Pt与TiO2颗粒均匀地附着在还原氧化石墨烯的片层上形成Pt-TiO2-还原氧化石墨烯复合材料;该复合材料氧还原起始电位为-0.20 V左右,通过Koutecky-Levich方程计算得到电催化过程中复合材料的交换电流密度为10-6～10-5 mA/cm2,16 000 s的计时电流测试后其相对电流值高达起始值的88％以上.

还原氧化石墨烯-纳米金修饰的分子印迹传感器选择性检测水与牛奶中盐酸洛美沙星

开发了一种基于金电极表面修饰还原氧化石墨烯(rGO)-纳米金(AuNPs)的分子印迹电化学传感器,用于选择性测定盐酸洛美沙星。AuNPs-rGO纳米复合材料通过电化学还原氧化石墨烯(GO)和HAuCl_4修饰到金电极表面,印迹的聚邻苯二胺和间苯二酚膜嵌在AuNPs-rGO表面作为功能单体选择性识别盐酸洛美沙星。以K_3[Fe(CN)_6]为氧化还原探针,运用循环伏安法(CV)和差分脉冲法(DPV)表征了印迹传感器的电化学性能。结果表明印迹传感器对洛美沙星的选择性高,而引入的还原氧化石墨烯-纳米金(Au NPsrGO)复合材料显著提高了传感器的电子传输速率和灵敏度。最佳条件下,氧化还原探针的DPV峰电流对0.01~1.0μmol/L浓度范围内洛美沙星呈良好的线性,检出限(S/N=3)为3.0 nmol/L。方法用于西江水和牛奶中盐酸洛美沙星的检测,精密度(RSD≤6.2%)和回收率(88.0%~102%)满意。

镍铜纳米线-氧化石墨烯复合磁性催化剂的制备及其性能

相对于贵金属催化剂,催化效率较低和循环使用性能不佳,是限制非贵金属催化剂在处理含硝基芳烃类的有机废水及工业生产对氨基苯酚等多相催化领域应用的关键因素,因此开发高效且可循环使用的非贵金属催化剂是当务之急。采用磁场辅助-液相还原-金属置换法,先在氧化石墨烯(GO)水溶胶体系中自组装制备氧化石墨烯与镍纳米线(Ni-NWs)的原位复合物Ni-NWs@GO,再利用原电池反应于液相条件下在前驱体Ni-NWs@GO的表面通过金属置换负载上活性金属铜(Cu),制备了一种磁性纳米催化剂镍铜纳米线-氧化石墨烯(Ni&Cu-NWs@GO),并以催化还原对硝基苯酚为对氨基苯酚为反应模型考察了其催化性能。结果表明:优化条件下制备的Ni&Cu-NWs@GO复合材料平均直径约为90nm,平均长度大于2μm,比表面积为11.36m^(2)/g;将其用于催化还原对硝基苯酚反应时,催化效率达到98.29%,质量反应速率常数为5.81mg-1·min-1,循环反应十圈后催化反应转化率超过82%,综合性能明显优于参照催化剂(市售雷尼镍)。

基于还原氧化石墨烯-碳纳米管复合物的电化学传感器对木犀草素的检测

利用一步电化学原位还原法制备了还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合物(ErGO/MWCNTs),研究木犀草素在该复合物修饰电极(ErGO-MWCNTs/GCE)上的电化学行为,构筑了一种简易、灵敏的电化学传感器用于木犀草素的检测。结果表明,相较于裸电极和ErGO/GCE,ErGO-MWCNTs/GCE利用两种材料的协同作用有效促进了对木犀草素的电催化性能,表现出更灵敏的电流响应。在优化条件下,峰电流与木犀草素的浓度在2.5×10^(-7)~1.3×10^(-5) mol·L^(-1)范围内呈良好线性关系,检测限为70 nmol·L^(-1)。

基于部分还原氧化石墨烯纳米复合材料的肿瘤靶向光动力-光热联合治疗剂的制备

以氧化石墨烯(GO)为原料,通过温和方法制备部分还原氧化石墨烯(pRGO);由pRGO与核酸适配体AS1411及吲哚菁绿(ICG)通过非共价作用构建了光热-光敏纳米复合物pRGO-AS1411-ICG(pRAI).利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱、透射电子显微镜和EDS能谱对pRGO和pRAI复合物的结构和形貌进行了表征,并利用细胞实验考察了其肿瘤细胞的光疗-热疗效果.结果表明,pRAI以AS1411为靶向分子,可通过光热和光毒性双重作用高效杀伤肿瘤细胞.

蒙脱土/还原氧化石墨烯负载纳米铜复合物的制备及其抗菌性能的研究

本文研究了蒙脱土/还原氧化石墨烯负载纳米铜(MMT-rGO-CuNPs)复合抗菌材料的制备及其抗菌性能。通过X射线衍射图谱的检测,确定MMT-rGO-CuNPs复合物已经成功。为了研究复合物的抗菌活性,通过观察大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表面形貌变化和细菌体外离子浓度变化,证明MMT-rGO-CuNPs复合物对金黄色葡萄球菌的抗菌性能要强于对大肠杆菌。

银-铜/还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极测定当归中的阿魏酸

目的探讨阿魏酸在银-铜双金属/还原氧化石墨烯复合材料修饰的玻碳电极上的电化学行为。方法通过置换反应合成银-铜双金属纳米颗粒,以还原氧化石墨烯为载体负载银-铜双金属纳米颗粒并修饰在玻碳电极上,应用差分脉冲伏安法研究当归中阿魏酸的电化学行为。结果阿魏酸在pH 5.96的B-R缓冲溶液中,在银-铜双金属/还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极上于0.30 V时产生1个稳定的还原峰,峰电流与阿魏酸浓度在0.103～8.24μmol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为0.033μmol/L(S/N=3)。结论阿魏酸在银-铜双金属/还原氧化石墨烯复合材料修饰的玻碳电极上有较好的电化学行为,响应快,灵敏度高,峰形好,可用于测定当归中的阿魏酸。