石墨烯功能化聚酰亞胺柔性修飾電極的制備及其在傳感器和光電轉換方面的應用.pdf

1、聚酰亞胺基薄膜修飾電極由于其良好的化學穩(wěn)定性和可加工性在光電器件的研發(fā)中受到越來越多的關注。本博士論文制備了具有導電性的還原氧化石墨烯/聚酰亞胺（rGO/PI）柔性復合薄膜，并以此柔性薄膜電極為基底，在其表面修飾不同類型的納米半導體材料；使用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）等物理化學測試技術以及循環(huán)伏安法（CV）、線性掃描伏安法（LSV）、脈沖伏安法（DPV）以及開路電位-時間法（

2、OCP-t）等電化學方法對復合薄膜修飾電極的形貌、結構與性能進行了系統(tǒng)表征；研究了修飾薄膜電極在傳感器和光電轉換中的應用。主要內(nèi)容包括：
　　1. Mo修飾的rGO/PI薄膜電極的制備及多巴胺的靈敏性檢測
　　通過一步合成法制備了Mo摻雜的rGO/PI多巴胺（DA）傳感器，結合XRD和XPS技術證明Mo以MoO2的形式存在于rGO/PI薄膜中。在最優(yōu)條件下，由LSV法測得Mo-rGO/PI電極上的電化學信號強度與DA濃度有可

3、信的正相關關系，其線性范圍為0.1-2000 uM，檢測限為0.021 uM(S/N=3)；對尿酸和抗壞血酸具有很強的抗干擾性，穩(wěn)定性和重復性良好；用該傳感器測定了人血清和醫(yī)用針劑實際樣品中DA的含量，所得測定結果、回收率和相對標準偏差等數(shù)據(jù)令人滿意。
　　2.乙酰膽堿酯酶修飾的Au-MoS2-rGO/PI柔性薄膜傳感器的構建及其對對氧磷的測定
　　采用光還原法在 MoS2-rGO/PI柔性薄膜電極表面制備了金納米顆粒（Au

4、NPs），TEM表征結果顯示AuNPs的平均直徑約為10 nm。DPV結果顯示乙酰膽堿酯酶修飾的 AuNPs-MoS2-rGO/PI柔性薄膜電極催化水解氯化乙酰膽堿產(chǎn)生明顯的電化學信號；該電化學信號強度與對氧磷濃度間存在較寬的線性范圍（0.005-0.15 ug/mL），較低的檢測限（0.0014 ug/mL）和較高的靈敏度(4.44 uA/ug mL-1)；所表現(xiàn)的重復性和穩(wěn)定性良好。該柔性薄膜傳感器能夠用于實際樣品中對氧磷的測定。<

5、br>　　3.MoSe2在柔性薄膜rGO/PI表面的生長及其電催化和光電催化析氫性能的研究
　　通過電化學沉積法在rGO/PI柔性基底電極表面制備了MoSe2。通過SEM、TEM、XRD、XPS、電化學等技術對 MoSe2的形貌、結構與性能進行了表征。實驗結果證明MoSe2-rGO/PI復合薄膜電極具有優(yōu)良的的光電轉換效應，其光開關實驗產(chǎn)生的電位差值能夠達到0.45 V，光電流響應時間在0.6 s以內(nèi)；此外MoSe2-rGO/PI

6、復合薄膜電極對氫離子還原有顯著的催化作用，在-0.3 V時的析氫電流達到7.9 mA cm-2；在光照的條件下，光能有效地促進 MoSe2-rGO/PI復合薄膜電極催化析氫。
　　4.基于rGO/PI基底表面稀磁半導體ZnMnSe2的制備及其光電性質(zhì)的研究
　　采用電化學沉積法在rGO/PI薄膜電極表面制備了稀磁半導體ZnMnSe2。通過SEM、XRD、TEM等分析方法對rGO/PI表面的ZnMnSe2進行了形貌與結構的研究

7、，發(fā)現(xiàn)rGO/PI表面的ZnMnSe2具有獨特的納米片網(wǎng)孔結構。通過OCP-t實驗得出ZnMnSe2-rGO/PI電極具有良好的光電性質(zhì)，其電位差值能夠達到270 mV,相對于二元化合物ZnSe和MnSe而言其光電性能明顯提高。該復合薄膜具有良好的磁性，是典型的鐵磁性半導體材料。
　　5.ZnSe在新型基底CNTs/PVA電極表面的原位生長及其光電性質(zhì)的研究
　　用i-t交替沉積的方法在新的柔性薄膜電極碳納米管/聚乙烯醇（C