聚（3,4-乙撑二氧噻吩）/石墨烯基复合膜的电化学制备及高性能电化学传感界面的构建

Among the conducting polymers, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) has been considered as the most promising one because its ordered and well-defined chemical structure offers outstanding conductivity and stability. It has been reported that the electrical properties of neural electrodes can be greatly improved by surface coating with PEDOT. The aim of this projects are as follows: (1) 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) is electropolymerized in an aqueous GO dispersion resulting in the incorporation of graphene oxide in the PEDOT matrix and the graphene oxide can be electrochemically reduced in composite films of PEDOT. (2) The fabrication of sensitive sensors for the detection of some important biological molecules; The construction of electrochemical biosensor based on the immobilization of redox protease on the PEDOT/graphene modified electrode for the detection of enzyme-catalyzed substract. (3) The fabrication of Metal Nanoparticles/PEDOT/graphene modified electrode by electrodeposition for the DNA electrochemical detection and the immunoassay of alpha-fetoprotein. (4) Studying the doping mechanism of graphene in PEDOT for providing theoretical basis for the preparation of other polymer/graphene. This study will provide a new route for the synthesis of polymer/graphene, expand the application of PEDOT and graphene in electrochemistry, and promote the development of electrochemical biosensor.

聚（3，4-乙撑二氧噻吩）作为一种重要的聚噻吩类导电聚合物，具有良好的电化学活性和生物相容性，在电化学生物传感器的构建方面有重要应用。本项目的研究内容主要是：（1）采用电化学共聚法制备具有高电化学活性的PEDOT/石墨烯复合膜。（2）实现PEDOT/石墨烯复合膜修饰电极对于生物小分子的直接电化学检测；利用PEDOT的生物相容性和石墨烯高的比表面积固定葡萄糖氧化酶、血红蛋白等，制备性能优异的电化学生物传感器，用于对葡萄糖等酶催化底物的灵敏检测。（3）将纳米金属粒子电沉积到PEDOT/石墨烯复合膜修饰电极的表面，制备无指示剂法检测DNA的电化学传感器及构建甲胎蛋白等免疫电化学传感。（4）研究石墨烯掺杂的机理，总结实验规律，推广用于其他导电聚合物和石墨烯复合膜的制备。本项目的研究将为石墨烯基复合材料的制备提供一种新方法，进一步拓展PEDOT和石墨烯在电化学分析中的应用，推动电化学传感器的发展。

聚（3，4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）作为一种重要的聚噻吩类导电聚合物，具有良好的电化学活性和生物相容性，在电化学生物传感器的构建方面有重要应用。石墨烯是由sp2杂化的碳原子以蜂窝形状排列在一起以后形成的二维碳纳米材料。理论上，石墨烯只有一个碳原子的厚度，这种超薄的结构使之具有高比表面积、高机械强度和高电导率等优越的性能。基于石墨烯的优越性能，近年来，石墨烯与聚苯胺、聚吡咯等复合物的研究引起了研究者的广泛关注。本项目通过静电自组装，脉冲恒电位沉积以及液-液界面聚合法制备了PEDOT/石墨烯复合材料，并研究了该复合材料在电分析化学中的应用。研究工作主要包括以下五个方面的内容：（1）在玻碳电极上通过静电吸引作用，层层自组装(PDDA-G)n+1/(PEDOT:PSS)n复合膜并实现了对H2O2的灵敏检测；（2）在前一个研究工作的基础上，以自组装的(PEDOT∶PSS/PDDA-G)n复合膜作为载体原位沉积Pt纳米粒子，该复合膜修饰电极对甲醇的电化学氧化有很好的催化性能，PDDA-G和PEDOT∶PSS的协同作用显著提高了Pt基催化剂对甲醇电化学氧化的催化活性，并能显著降低催化剂对CO的吸附性能；（3）采用脉冲恒电位法一步制备了PEDOT-ERGO复合材料。该法简单、快速，无需使用有毒的还原剂，是一种绿色的合成方法。将过渡金属纳米Ni电沉积到PEDOT-ERGO复合材料表面，制备了NiNPs/PEDOT-ERGO/GCE，该修饰电极对葡萄糖的电化学氧化呈现出良好的催化作用，实现了对葡萄糖的检测；（4）通过液-液界面聚合的方法制备了Au-PtNPs/PEDOT-rGO复合材料，研究了该复合材料修饰的玻碳电极对甲醇电化学氧化的催化作用。（5）基于DNA杂交链反应构建了检测目标DNA、Hg2+及8-OH-dG的电化学生物传感器。