试析石墨氧化石墨烯（GO）与磺化氧化石墨烯（SGO）制备及其修饰电极电化学

论文导读：合膜修饰电极的方波伏安曲线(SWV)574.3.10Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的电催化性能探讨57-604.3.11Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的稳定性60-614.4结论61-62结论62-63参考文献63-70攻读硕士期间发表和待发表的论文70-71致谢71-72
摘要：通过Hummers法合成了氧化石墨烯(GO),并在氧化石墨烯基础上引入了磺酸基形成了磺化氧化石墨烯(SGO)。将肌红蛋白(Mb), Nafion和氧化石墨烯或磺化氧化石墨烯组装到玻碳电极上,形成了Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极和Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、差示扫描量热法(DSC)、热重浅析(TG)对通过实验制备的氧化石墨烯和磺化氧化石墨烯进行了表征；采取紫外可见分光光谱(UV-vis)、循环伏安法(CV)、交流阻抗法(AC Impedance)、方波伏安法(SWV)、计时安培法等多种策略对Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极和Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的制备及其性质进行了表征。这两种复合膜修饰电极对过氧化氢、氧气和亚硝酸盐的电化学催化性能也通过循环伏安进行了探讨。并通过实验估算出有关电化学动力学的重要参数如电子转移速率常数(Ks)和式电位(Eo')等。通过对形态和官能团的表征,证明了在氧化石墨烯中引入了羧基、羟基和环氧基等氧化性基团；在磺化氧化石墨烯中引入了磺酸基和氧化性基团。紫外结果表明肌红蛋白在GO-Nafion复合膜和SGO-Nafion复合膜上都可以保持其原有的结构。电化学实验表明,这两种复合膜修饰电极在相应的电解质溶液中均体现出较快的准可逆的氧化还原历程。该氧化还原反应在一定的范围内,氧化还原电对随着溶液的pH的增大而产生负移表明,该电子转移的历程中伴随着质子转移。对双氧水、氧气和亚硝酸钠的生物电催化反应证明了这两种修饰电极都具有较好的生物催化能力。关键词：电催化论文肌红蛋白论文Nafion论文氧化石墨烯论文磺化氧化石墨烯论文
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Abstract3-7
第一章 引言7-18

1.1 纳米材料介绍7

1.2 石墨烯介绍7-9

1.3 氧化石墨烯与磺化石墨烯9-10

1.3.1 氧化石墨烯(GO)9-10

1.3.2 磺化氧化石墨烯(SGO)10

1.4 Nafion介绍10-12

1.5 血红素蛋白质介绍12-15

1.5.1 过氧化物酶12-13

1.5.2 过氧化氢酶13

1.5.3 细胞色素c13-14

1.5.4 肌红蛋白14

1.5.5 血红蛋白14-15

1.6 氧化还原蛋白质的电化学探讨15-16

1.7 本论文的选题思路与工作介绍16-18

1.7.1 选题作用与目的16-17

1.7.2 本论文主要工作17-18

第二章 试剂、仪器及测试策略18-29

2.1 试剂与仪器18-19

2.2 测试策略19-29

2.1 实验装置19-20

2.2 电化学试验策略20-25

2.3 其他表征策略25-29

第三章 Mb-GO-Nafion修饰电极的制备及其性能探讨29-46

3.1 氧化石墨烯(GO)的制备29

3.2 Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极的制备29-30

3.3 结果与讨论30-45

3.1 Mb-GO-Nafion复合膜的SEM表征30-31

3.2 Mb-GO-Nafion复合膜的FT-IR表征31-33

3.3 Mb-GO-Nafion复合膜的UV-vis表征33-34

3.3.4 Mb-GO-Nafion复合膜的交流阻抗(AC impedance)34-35

3.5 Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极的循环伏安曲线(CV)35-38

3.6 pH对Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极的影响38-39

3.7 Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极的方波伏安曲线(SWV)39-40

3.8 Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极的电催化性能探讨40-44

3.9 Mb-GO-Nafion复合膜修饰电极的稳定性44-45

3.4 结论45-46

第四章 Mb-SGO-Nafion修饰电极的制备及其性能探讨46-62

4.1 磺化氧化石墨烯(SGO)的制备46-47

4.2 Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的制备47

4.3 结果与讨论47-61

4.

3.1 SGO的XPS表征47-49

4.

3.2 Mb-SGO-Nafion复合膜的FT-IR表征49-50

4.

3.3 Mb-SGO-Nafion复合膜的UV-vis表征50-51

4.

3.4 Mb-SGO-Nafion复合膜的TG表征51-52

4.

3.5 Mb-SGO-Nafion复合膜的DSC表征52-53

4.3.6 Mb-SGO-Nafion复合膜的交流阻抗(AC impedance)53-54
4.

3.7 Mb-SGO-Nafion复合膜的循环伏安曲线(CV)54-56

4.

3.8 pH对Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的影响56-57

4.

3.9 Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的方波伏安曲线(SWV)57

4.

3.10 Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的电催化性能探讨57-60

4.

3.11 Mb-SGO-Nafion复合膜修饰电极的稳定性60-61

4.4 结论61-62
结论62-63
参考文献63-70
攻读硕士期间发表和待发表的论文70-71
致谢71-72