水中酚类污染物快速检测的电化学生物传感新技术研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:huangyl1988
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酚类污染物是环境监测中十分重要的指标,酚类化合物属于高毒物质,主要通过工业废水进入天然水体,我国确定的水中优先控制污染的黑名单共十四类,第五类为酚类污染物,因而对酚类化合物的监测十分重要。生物传感器具有简便、快速、准确、灵敏、选择性好等优点,易于实现自动化和在线监测。因而,研制测酚类化合物的生物传感器就成为酚类污染物速测技术中的研究热点。本文基于贵金属纳米粒子及碳纳米管对酚类化合物的催化氧化原理,研制了酚类化合物电化学传感器和电化学生物传感器。研究了酚类化合物在电极上的伏安行为以及电化学催化机理。主要研究内容如下:1、本文通过在Nafion膜修饰的玻碳电极表面电沉积金微粒,制备了Au/Nafion/GCE的对苯二酚电化学传感器。利用循环伏安法研究了对苯二酚在该传感器上的电化学行为,优化了实验参数,在最优条件下,对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在5.0×10-5 ~1×10-3 mol/L范围内成良好的线性关系(r = 0.9970)。检测限为7.0×10-7 mol/L。2、本文采用滴涂法和电化学沉积的方法制备了Au/MWNTs/GCE,建立了用其测定对苯二酚的电化学分析方法。利用循环伏安法研究了对苯二酚在该传感器上的电化学行为,优化了实验参数,在最优条件下对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在5.0×10-6~3.0×10-3 mol/L范围内成线性关系(r = 0.9988),检测限为1.0×10-6mol/L。3、利用戊二醛交联法将酪氨酸酶和牛血清白蛋白固定在多壁碳纳米管修饰玻碳电极表面,制备了可应用于酚类污染物测定的生物传感器,并确定了最佳工作条件。该传感器测定苯酚、对苯二酚、邻苯二酚、双酚A的线性范围分别为4.0×10-7~1.0×10-5 mol/L、2.0×10-7~6.0×10-5 mol/、2.0×10-7~1.0×10-5 mol/L、2.0×10-6~1.0×10-4 mol/L,线性相关系数分别为0.9995、0.9989、0.9990、0.9982,最低检测限分别为2.0×10-7 mol/L、2.0×10-7 mol/L、2.0×10-7 mol/L、5.0×10-7 mol/L。用上述传感器对于实际样品进行了分析,获得了很好的回收率和重现性结果。这些传感器具有灵敏度高、重现性好、响应速度快等优点,在酚类化合物的快速检测中具有良好的应用前景。
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