摘 要: 石墨烯一种由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状碳材料，因其优异的电学、热学、光学和力学性能，在实验科学和理论科学领域都受到了极大的关注。金属纳米粒子由于具有许多优良的性能，也一直是学术研究的热点。本论文以氧化石墨原料，采用电沉积法制备石墨烯-Cu纳米粒子复合材料，并对其进行了SEM和XRD表征，确定化合物的组成和结构。构建基于石墨烯-Cu复合材料的电化学传感器，并用于检测过氧化氢，结果表明，石墨烯-Cu复合材料对过氧化氢具有较好的催化活性，从而使得该传感器对过氧化氢具有较高的灵敏度和较宽的线性范围。67023

毕业论文关键词: 石墨烯-Cu纳米粒子复合材料，电沉积，电分析化学，电化学传感器

Abstract: Graphene, a kind of two-dimensional material composed by monolayer of closely stacked hexagonal carbon atoms, possesses excellent electrical, thermal, optical and mechanical properties, which makes it attract great attention in experimental and theoretical fields. Metal nanoparticles, due to their excellent properties, also have been the hot topics of academic researching. In this paper, graphite oxide used as raw materials, was modified on glassy carbon electrode to prepare graphene-Cu nanoparticle nanocomposites by potentiostatic deposition. The products were characterized by SEM and XRD to confirm their structure and constituent. Then electrochemical sensors based on graphene-Cu nanoparticle nanocomposites were constructed to determine H2O2 molecule. The experiment results show that graphene-Cu nanoparticle nanocomposites own outstanding electrocatalytic activity, sothat the electrochemical sensor has high sensitivity and wide linear range toward H2O2 determining.  

Keywords: graphene-Cu nanoparticle composite materials, Electrodeposition, Electroanalytical chemistry, Electrochemical sensor

目    录

1 前言 3

1.1 石墨烯的发现 3

1.2 石墨烯的结构与性质 3

1.3 石墨烯的制备方法 3

1.3.1 氧化石墨还原法 3

1.3.2 化学气相沉积法 4

1.3.3 外延生长法 4

1.3.4 机械剥离法 4

1.3.5 液相或气相直接剥离法 5

1.4 石墨烯的应用 5

2 实验部分 6

2.1 实验仪器及试剂 6

2.2 氧化石墨的制备 6

2.3 Cu2+溶液的配制 6

2.4 修饰玻碳电极 6

2.5 电沉积法制备石墨烯-Cu复合材料 7

3 结果与讨论 7

3.1 电沉积法制备石墨烯-Cu复合材料 7

3.2 石墨烯-Cu复合材料的扫描电子显微镜（SEM）表征 8

3.3 石墨烯-Cu复合材料的X射线衍射（XRD）表征 11

3.4 石墨烯-Cu复合材料在检测H2O2中的应用 12

结  论 13

参 考 文 献 14

致  谢 15

1 前言

1.1 石墨烯的发现

近年来，碳纳米材料一直是世界各国研究人员研究的前沿和热点领域。2004年，来自英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫采用微机械剥离法，成功从石墨中分离出石墨烯，从而证实它可以单独存在[1]。两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。