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三维氮杂石墨烯（3DNG）不仅具有NG良好的物理化学性能,而且具有孔隙丰富、导电性好和比表面积大等独特优势,因此被视为一种很好的支撑载体。3DNG基复合材料优异的电化学性能已在电化学领域引起关注。本论文以三维氮杂石墨烯水凝胶（3DNGH）为载体,通过水热法制备了多种复合材料,并考察了其在电催化甲醇氧化、光电化学（PEC）传感和电化学发光（ECL）生物传感等领域的应用,取得了一些有益的结果,主要内容如下:1、采用简单的一步水热法制备了Pt纳米粒子负载的3DNGH（PtNPs/3DNGH）。由多种表征手段可知,所得纳米复合物呈明显的3D多孔结构,PtNPs粒径大约为2-3 nm,且尺寸均一,分散性好。电化学性能研究表明,PtNPs/3DNGH与PtNPs/3D石墨烯和PtNPs/石墨烯相比,电化学活性面积分别为42.17 m2/g、19.18 m2/g和12.05m2/g。PtNPs/3DNGH电催化甲醇氧化的效率依次是其余二者的1.6倍和2.2倍。因此,该催化剂具有较好的催化性能,在未来高性能燃料电池中具有潜在的应用价值。2、采用简单的一步水热法制备了ZnO/3DNGH。与制备的ZnO/3D石墨烯和ZnO/NG的PEC性能对比研究发现,ZnO/3DNGH光电流强度是前者的1.5倍和2.1倍。这是由于3DNGH具有更大的比表面积,可以负载更多的Zn O纳米颗粒,同时氮的掺入提高了其导电性能,从而提高了其光电流强度。因为该材料具有比表面大、导电性好等优异性能,且可负载更多的生物识别分子。进一步以ZnO/3DNGH为载体,以辣根过氧化物酶（HRP）为模型酶,基于HRP在H2O2存在下,可以催化氧化4-氯-1-萘酚产生沉淀覆盖于ZnO/3DNGH的表面,导致PEC信号抑制的作用原理,构建了H2O2传感器。该传感器的光电流强度与H2O2浓度在0.0015 mM范围内呈现良好的线性关系,检出限为3μM（S/N=3）。基于此平台,进一步构建了双酶PEC生物传感应用于b-D（+）-葡萄糖的检测,其检出限低至0.66μM（S/N=3）。该传感器具有稳定性高和重现性好等特点,可用于葡萄糖的灵敏快速地检测。3、通过简单的水热法制备了AgBr/3DNGH。研究结果表明,与AgBr负载的三维石墨烯水凝胶、3DNGH和AgBr/NG相比,AgBr/3DNGH作为鲁米诺（luminol）固定载体的ECL强度是前者的2、3和8倍。这是由于3D多孔结构可以提供较大的比表面积负载luminol分子,氮的掺入可以改善其导电性,AgBr对luminol的ECL起到催化作用等影响,从而提高了其ECL强度。进一步以制备的luminol/AgBr/3DNGH作为载体,以戊二醛为交联剂固定适配体,基于适配体与大肠杆菌（E.coli）之间能发生特异性结合进而使其ECL强度受到抑制的机理,构建了超灵敏的E.coli适配体传感器。该传感器对E.coli的响应范围在0.5500 cfu/mL,检出限为0.17 cfu/mL（S/N=3）,并成功地应用于牛奶样品的检测。