摘要
纳米科学和纳米技术的发展，为研究工作者打开了新的视界，在这一领域，人们普遍认为碳纳米材料是许多研究的基础。利用生物质为碳前体，由于其可再生性、低成本和来源丰富等，目前已有许多功能碳纳米材料被开发出来。基于生物质的多孔碳纳米材料具有特殊的性能，如独特的结构、可持续性和环境友好等优点，被用于电化学传感器的研究。生物质碳材料的孔隙率、比表面积和石墨性质对电化学传感器的性能有很大影响，为了提高工作电极的电催化性能，优化了实验条件来改善其表面性能。本文选取生物质酸浆皮和金达莱花，将生物质活化碳化从而制备出大比表面积、丰富的缺陷位点和导电性优异的生物质碳材料，建立了新型的电化学传感器，用于测定小分子抗坏血酸和尿酸，并对实际样品进行了测试。主要包括以下内容: (1)以废弃的酸浆皮为碳前驱体，高温裂解制得酸浆皮衍生碳材料(PCM)和用KOH活化制得酸浆皮衍生分级多孔碳材料(KPCM)。经过扫描电镜、X射线衍射和氮气吸附脱附等温曲线表征，相比于未用KOH活化的PCM，KPCM有更大的比表面积（1345.45m2g-1）和更多的缺陷位点。将两种碳材料作为电极修饰剂，修饰到玻碳电极(GCE)表面筑成碳基电极KPCM/GCE和PCM/GCE，探究KPCM/GCE、PCM/GCE和GCE三种电极的电化学性能，结果表明，KPCM/GCE有更快的电子转移速率、更高的电化学活性面积、更小的电荷转移阻抗和更宽的电势窗，且对抗坏血酸具有更高的催化性能。因此，用KPCM/GCE构筑抗坏血酸电化学传感平台，线性扫描伏安法表明抗坏血酸在0.005～1.6mM线性范围内，具有高的灵敏度（334.03μAmM-1cm-2和134.52μAmM-1cm-2）和低检出限(0.92μM)(S/N=3)，并将该方法应用于维生素C咀嚼片中抗坏血酸含量的分析测定。 (2)本研究首次制备了一种基于生物质金达莱花衍生碳/硫堇比率型电化学传感平台并同时测定抗坏血酸和尿酸。将生物质金达莱花作为碳源，高温煅烧得到金达莱花衍生碳材料(ACM)，用KOH活化碳化得到金达莱花衍生分级多孔碳材料(KACM)。与ACM相比，活化的KACM具有大比表面积、大孔体积和高的缺陷程度。将两种碳材料分别修饰到玻碳电极(GCE)上，通过电化学评定，KACM/GCE有较好的电化学性能，对抗坏血酸和尿酸的催化性能强且能很好的分离两者氧化峰。因此在KACM/GCE上组装硫堇(Thi)分子，Thi/KACM/GCE电极对AA和UA是吸附控制，在底液pH为6，浸泡时间为15分钟时为最佳实验条件。在最优条件下，KACM/GCE对抗坏血酸和尿酸的催化在线性范围0.075～9mM时，检出限分别为24.8μM和22.3μM(S/N=3);Thi/KACM/GCE对抗坏血酸和尿酸的催化在线性范围0.05～9mM时，检出限分别为6.4μM和10μM(S/N=3)，则Thi/KACM/GCE对抗坏血酸和尿酸的检测具有更宽的线性范围和更低的检出限，催化性能更强。Thi/KACM/GCE在实际样品人体尿液中同时对抗坏血酸和尿酸的检测的回收率在99.4％～101.0％范围内，取得了满意的结果。
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