石墨烯/氧化锌纳米花复合材料的制备及电化学性能研究

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氧化锌(ZnO)是一种优秀的半导体材料,具有出色的光学,催化和电化学性能。而且氧化锌形貌极其丰富,像纳米棒、纳米线、纳米管、纳米片、纳米花等等。尤其是三维的氧化锌纳米花,比较纳米线、纳米片等一二维材料拥有更大的比表面积。作为传感器电极使用可以大大的增加与溶液的接触面积,提高氧化锌在传感器方面的电化学性能。为了进一步改善氧化锌在导电性以及易吸附生物分子的缺点,通过化学气相沉积法(CVD)将石墨烯沉积在氧化锌纳米花表面,得到石墨烯/氧化锌纳米花复合材料。然后通过扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)对石墨烯/氧化锌纳米花复合材料进行了形貌与结构的表征。从SEM图谱可以看出氧化锌纳米花枝干长度为2.5μM,直径为50 nm,分布均匀且具有较大的比表面积。由XRD图与标准PDF卡片对比可以确定材料为石墨烯/氧化锌纳米花结构。Raman光谱则可看出制备的石墨烯为少层结构。最后我们通过自动喷涂的方式构建了氧化锌纳米花/ITO电极,并在此电极基础上以CVD法沉积出一层石墨烯,构建出石墨烯/氧化锌纳米花/ITO电极,然后通过电化学工作站对LD进行电化学检测。主要采取循环伏安法(CV)、差分脉冲循环伏安法(DPV)以及带有尿酸(UA)干扰下的DPV测试对电极进行电化学分析。其中氧化锌纳米花/ITO电极在LD浓度为2.5-40μM时,灵敏度为0.10μA·μM-1;石墨烯/氧化锌纳米花/ITO电极在LD浓度为1–60μM的线性范围内,电极的灵敏度和检测限分别为0.32μA·μM-1,1μM,而且在UA干扰的情况下,电极也可以很好的检测LD。与此同时电极也具有很好的重复性与稳定。
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