通过在阴离子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）聚合物保护下的带负电的石墨烯（GN）和带正电的金纳米棒（AuNR）之间的静电吸附，通过逐层自组装开发而成新型的过氧化物传感器氢（H2O2）。先，将PVP保护的石墨烯（PVPGN）吸附在干净的裸玻璃碳电极（GCE）上，然后将修饰的PVPGN电极浸入金纳米线和纳米线的溶液中通过静电吸附将金带到PVPGN膜上。过循环伏安法和定时安培电流来表征改性电极的性能。果表明，所制备的PVPGNsAuNRsGCE对H2O2的催化还原具有良好的电催化活性。于测定H2O2的线性范围为25至712 olL；检测极限（SN = 3）为7.5 olL。传感器制造简单，响应速度快，稳定性好，灵敏度高。氧化氢（H2O2，过氧化氢）在工业，环境，制药，食品分析和临床诊断中被广泛用作氧化剂，还原剂和催化剂。氧化氢（约3％或更少，wV）在医学中用作消毒剂。食品工业中，过氧化氢用作生产和加工助剂，用于饮料，乳制品，啤酒等的生产过程中，但过氧化氢的使用过多氢会影响人体健康，具有有害作用[1]。此，构建简单，灵敏的H2O2检测方法对于精确测量H2O2含量具有重要意义。前，检测低过氧化氢含量的主要方法是化学发光[2]，荧光[3]，分光光度法[4]和电化学分析[5]。化学方法因其使用简单，灵敏度高和速度快而广受赞赏。多文献报道了用辣根过氧化物酶（HRP）修饰的电化学生物传感器检测过氧化氢[6，7]。外，某些蛋白质，例如过氧化物酶，血红蛋白和肌球蛋白[8]用于测定H2O2，关于无酶H2O2传感器的报道很少。墨烯是由紧密包裹的单层碳原子形成的具有二维蜂窝状晶格结构的晶体。墨晶体膜的厚度仅为0.335nm。
独特的二维结构使其具有出色的电，机械，热和化学特性[9]，由于其出色的电子传递性能和较大的比表面积，它被用于电化学生物传感器[10]。而，石墨烯片之间存在共轭和很大的范德华力，它们易于堆叠和聚集，这给寻找和应用石墨烯带来很大困难。了克服这个问题，有效的功能修改特别重要。
乙烯吡咯烷酮（PVP）是一种水溶性高分子化合物，具有胶体保护，成膜性，粘合性，吸湿性，增溶性或凝聚性，但其最鲜明的特征是其优异的溶解性。生理相容性。据文献报道，PVP保护的石墨烯纳米板的胶体溶液在水，乙醇和二甲基甲酰胺中具有高溶解性和稳定性[11]。米金具有大的比表面积，优异的光学性能，良好的生物相容性和良好的导电性，可有效提高电子的传输速率[12]。纳米棒是纳米金的一种形式，其性能优于球形金纳米颗粒。形金纳米颗粒在520 nm处产生很强的吸收带，而金纳米棒具有两个吸收带：水平表面等离子体共振吸收峰（520 nm）和d峰纵向表面等离子体激元共振吸收（> 600 nm，从近红外可见区开始），表面等离子体激元共振的纵向吸收对周围介电特性的变化更为敏感，并且灵敏度随着增加的宽高比[13]。前，已经报道了多种用金纳米颗粒修饰的石墨烯传感器[14，15]，但是还没有报道过基于金纳米棒的石墨烯传感器。这项研究中，通过静电引力进行自组装可将带正电的金纳米棒（AuNR）吸附在带负电的PVP保护的石墨烯（PVPGN）的表面上，从而形成PVPGNsAuNR络合物。于PVPGNsAuNRs复合物，已开发出一种新型的不含酶的电化学传感器来检测H2O2。传感器制备简单，对H2O2具有良好的电催化还原性能，检测限低，灵敏度高，抗干扰性好。图1所示，通过透射电子显微镜（TEM）对制备的PVPGNs和金纳米棒（AuNR）的形貌进行了表征。得PVPGNs薄且比表面积大，并且尺寸极薄。致变形，导致皱纹的形态。成的金纳米棒的形状和尺寸相对均匀，长径比为3.5。CTAB保护的金纳米棒在水中分散，稳定，不发生团聚，金纳米棒随机分布在铜网上。于石墨烯和金纳米棒在紫外可见光区域具有特征吸收峰，因此紫外可见光吸收光谱可用于监测复合材料的合成。外分光光度计分别对得到的PVPGN，AuNR和PVPGNsAuNR进行了表征，如图2所示。墨烯的吸收峰在260 nm附近（如图2a所示），表明该结构肼还原后，恒温阀芯与石墨烯电子共轭的键被还原。纳米棒在可见紫外光谱中具有两个吸收带：水平表面的等离子体共振的吸收峰和垂直表面的等离子体共振的吸收峰。着长宽比的增加，纵向表面等离子体激元共振的吸收峰将增加，并且吸收波长也将向红色偏移。图2b所示，合成的金纳米棒在510和700 nm处具有等离子体共振吸收峰，分别是侧面等离子体共振吸收峰和等离子体共振吸收峰。纳米颗粒的纵向表面的角度分别。据[12]中报道的方法，金纳米棒的长径比被计算为3.5。图2c所示，PVPGNsAuNR复合物在270、520和700nm处具有UV-可见吸收峰，分别对应于水平表面等离振子共振吸收峰和相应于PbN的AuNR的等离振子共振吸收峰。GN和AuNR的纵向表面，表明带负电的PVP保护的石墨烯和带正电的金纳米棒可以通过静电作用结合。图4所示，比较了AuNRsGCE，PVPGNsGCE和PVPGNsAuNRsGCE对H2O2的电催化性能。
不添加H2O2的情况下，三个修饰电极在被N2饱和的中性磷酸盐缓冲溶液中没有电催化性能。在电解液中添加相同浓度的H2O2时，AuNRsGCE，PVPGNsGCE和PVPGNsAuNRsGCE均显示出对H2O2电催化还原的明显作用，但PVPGNsAuNRs电极的催化电流高于AuNRs电极和PVPGNs电极，证实了PVPGNsAuNRs对H2O2的催化还原作用是由于石墨烯和金纳米棒的协同作用所致，表明该纳米复合PVPGNsAuNRs对H2O2具有更好的电催化活性。负电荷的PVPGN纳米片通过静电作用吸附并带正电荷的CTAB保护的金纳米棒在PVPGN纳米片上。PVPGNs的大表面积和高电子转移效率可以为减少电极表面上的H2O2提供电子转移能力。
子导电金纳米颗粒均匀地分散在检测膜中，石墨烯和金铅笔的紧密接触形成三维电子导电网络，从而加速了膜中电荷的转移并减少了H2O2在改进电极的表面上。时，这些吸附的金纳米棒还可以有效地提供电子传输路径，并在加速电极与分析物之间的电子传输过程中充当纳米微电极。使得修饰电极PVPGNsAuNR电催化H2O2的还原能力远高于石墨烯和金纳米棒本身。了证明PVPGNsAuNRs纳米复合材料修饰的电极的选择性，测试了尿酸（UA）和抗坏血酸（AA）对H2O2的干扰。6是PVPGNsAuNRsGCE在用N2饱和的PBS（pH 7.0）中对H2O2，AU和AA的电流响应曲线。施加的电势为_Symbolm @ _ 0.40 V时，电极对H2O2的响应电流明显。加UA和AA后，没有显示其他信号或干扰电流，表明干扰对H2O2的测量没有影响。传感器具有良好的选择性和抗干扰能力。际添加的4种H2O2样品通过标准添加方法进行掺杂和回收，结果列于表1中。传感器对4种实际的H2O2样品的回收率在95.0之间。％和111.3％，高于使用钯纳米颗粒的碳纳米管传感器测得的H2O2实际样品的回收率[25]。传统的高锰酸钾滴定法相比，该传感器与H2O2的检测基本一致，表明该传感器可用于分析实际样品。究了该修饰的PVPGNsAuNRs电极的重现性，在相同条件下制备的6个电极检测到20 mmolL H2O2，电化学信号的相对标准偏差为4.1％。
研究了改性多层电极的长期稳定性。饰后的电极保存在4℃的冰箱中，每天进行测量，结果表明2个月后电化学信号下降了5.2％。过自组装制备了PVPGNsAuNRs纳米复合修饰电极。纳米改性电极具有用于还原H 2 O 2的良好的电催化性能，并且显示出高灵敏度，稳定性和对H 2 O 2的快速响应。种复合材料结合了改性石墨烯电极和金纳米电极的性能优势，从而提高了检测灵敏度并降低了检测限。PVPGNsAuNRs纳米复合材料的组装方法简单，易于实现，性能优良，稳定性好，可长期使用。于石墨烯和金纳米棒具有良好的生物相容性，对PVPGNsAuNR纳米复合材料的修饰应产生具有良好性能的酶促生物传感器。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com