温敏聚合物/功能化MWCNTs复合材料电化学传感性能研究

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近年来,随着电化学传感器研究的不断深入,材料相关科学的不断发展,单一材料应用于电化学传感器已经不能满足实际应用的需求。因此,研究者们不断探索应用于电化学传感器的新材料,不同性质的高分子材料及纳米碳材料复合修饰电极被广泛研究,希望得到更具智能化的电化学传感材料。温度响应型高分子随着温度改变其链段结构会发生改变,具有独特的温敏特性。而纳米碳材料由于拥有优异的物理和化学性能,近年来也被广泛的应用,将温度响应型聚合物与纳米碳材料结合成复合修饰材料,既能保持纳米碳材料的导电性能和电催化性能,同时也能使复合材料拥有温度响应特性,使得复合修饰的电化学传感器更具有智能化,为今后的研究及发展开辟了新的方向。本论文的主要工作概括如下:(1)通过无规共聚合成了温敏型聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯)P(NIPAM-co-MEO2MA),将合成的温敏高分子聚合物与羧基功能化多壁碳纳米管(MWCNTs(COOH))通过一定比例制备成复合修饰材料修饰电极检测对苯二酚(HQ),在26-40°C之间具有很好的可逆性能,在40°C下对对苯二酚(HQ)的检测具有低检出限和宽线性范围。(2)用链转移自由基聚合法合成了温敏聚合物(N-异丙基丙烯酰胺-b-甲基丙烯酸二甲胺乙酯)P(NIPAM-b-DMAEMA),同时制备了功能化碳纳米管MWCNTs(COOH)-SDS,是将(NIPAM-b-DMAEMA)和MWCNTs(COOH)-SDS以最佳比例通过超声混合制备成复合修饰电极检测多巴胺。以P(NIPAM-b-DMAEMA)的最低临界温度LCST(32°C)为界,检测多巴胺时有明显的温度响应“ON-OFF”特性,在温度26-42°C之间具有良好的可逆开关性能。在42°C下修饰电极对多巴胺(DA)的检测具有较低的检测限和较宽的线性范围。(3)通过自由基聚合反应合成了P(NIPAM-co-NTBAM),用石墨烯与羧基功能化碳纳米管制备(MWCNTs(COOH)/GO)复合材料,将P(NIPAM-co-NTBAM)与(MWCNTs(COOH)/GO)以一定比例超声混合制备成了复合修饰材料修饰到玻碳电极表面,研究了其对对乙酰氨基酚(AP)的检测在最低临界温度LCST(28°C)具有明显的温度响应“ON-OFF”效应。复合修饰电极在20-36°C之间具有良好的可逆开关特性,对对乙酰氨基酚(AP)的检测具有低检出限和宽线性范围。
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