碳是地壳中分布最广、最活跃的元素之一,广泛应用于人类生产生活各个方面。近年来,由于其优异的特性在微电极开发领域也崭露头角,碳电极的原料来源丰富且成本更低,碳纤维轻便柔韧特性使其可以更方便的加工成微型器件,碳纤维电极因此在未来电极发展中被寄予厚望。由于碳纤维电极本身有天然的导电性差的缺陷,对碳纤维电极进行有效改性的需求是非常迫切的。纳米粒子由于其微观尺度下的超强物理性质闻名,诸多纳米粒子具有与宏观物质时截然不同的反常效应,其超强的表面效应、超导效应与催化活性使得其在微电极应用领域大放异彩。但是针对不同的电极性能需求,如何将碳纤维电极合理利用纳米粒子进行改性处理是当下主要问题所在。本文致力于设计轻小型纳米粒子改性碳纤维及石墨纤维电极材料。具体研究如下:1.设计表面气相沉积碳纳米管（CNTs）的碳纤维电极（CFE）复合材料。碳纳米管具有很好的分散性以及超高的比表面积,同时中空结构能有效减缓体积的增长,提高了体系稳定性,并能提供粒子传输通道,有效降低电极内阻抗,提高电极电导。同时,碳纳米管修饰碳纤维电极（CNTs-CFE）对检测多巴胺（DA）在主要干扰成分尿酸（UA）,抗坏血酸（AA）的模拟真实体液环境中表现出优良的灵敏度,在0.02～0.8 m M的实验预设浓度范围内,对AA、DA和UA的检出限分别为10.0μM、0.03μM和0.6μM,表现出其极强的抗干扰能力与对多巴胺的特异性检测能力。2.使用石墨纤维（GF）代替碳纤维（CF）作为基体电极材料,设计一种氧化石墨烯（GO）与纳米金颗粒（Au NPs）修饰的表面搭载GOD（葡萄糖氧化酶）的复合石墨纤维电极（GOD-GO/Au NPs/GFE）。同时GO的引入增大了比表面积,提高电化学性能。均匀接枝在氧化石墨烯/石墨纤维电极表面的金纳米颗粒,可以提高电极导电率,防止聚团作用,拓展了电子及导电粒子的传输通道。在GO、Au NPs和GFE的协同作用下,该电极材料展现出了良好的催化性能。通过循环伏安法测试了在0.1m M PBS中不同葡萄糖浓度的溶液下,以50m V·s-1的扫描速率下GOD在GFE表面的酶催化活性,GOD/Au NPs/GO/GFE的C-V图像呈现出清晰明显的氧化峰。3.采用化学气相沉积法（CVD）在碳纤维（CF）表面生长了碳纳米纤维（CNFs）,并通过电化学沉积法在表面电镀铜纳米颗粒。将碳纳米颗粒生长于碳纳米纤维表面,不仅可以增大比表面积,提高稳定性,也可以拓宽带电粒子运输通路,碳纳米纤维与构成三维导电网络,能够提高材料的导电性。纳米铜的引入是对于电极选择性的补强,铜对硝酸盐的高反应灵敏度可以使得电极对硝酸盐有着很强的检测能力。在实际检测模拟中能达到0.8μM的硝酸盐检测下限,显示其超强的灵敏度。