聚3,4乙烯二氧噻吩和锆基纳米复合材料的电化学传感器研究

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农业中的杀虫剂,除草剂和灭菌剂和医疗中的抗生素的广泛使用对农业生产和医疗进步有明显的促进作用,但是残留在水资源,土壤中,农副产品中的农药和抗生素是重大的环境污染问题,对人类健康产生严重威胁。因此,应用现代技术手段检测和监控环境中的农药和抗生素残留对环境和人类健康都有重大意义。电化学传感器技术是一种适合用于农药和抗生素检测的方法,由于采用电化学施加信号和反馈信号,电化学传感具有响应及时快速,灵敏准确,操作简单等优点,电化学传感器最重要的成分是电极材料,兼具待测物识别和信号转换的作用,影响着传感器的检测性能。本文通过使用锆基纳米材料与导电聚合物聚3,4乙烯二氧噻吩复合,用作电极修饰材料,构建特异性检测的电化学传感器,主要研究内容如下:1)结合对甲基对硫磷有特异性吸附的氧化锆纳米颗粒和具有良好导电性和电催化活性的聚3,4乙烯二氧噻吩聚合物,采用电化学沉积法在氧化铟锡玻璃上沉积聚3,4乙烯二氧噻吩,再复合氧化锆纳米颗粒与壳聚糖膜层,构建了用作检测甲基对硫磷的电化学传感器。利用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对材料及电极表面进行了结构和形貌表征,利用激光粒度分析仪表征了zeta电位,紫外-可见光分光光度计检测电极对甲基对硫磷的吸附效果。采用循环伏安法和方波伏安法研究了电极对甲基对硫磷的电化学响应,优化了实验条件,在优化条件下采用方波伏安法研究了修饰电极对甲基对硫磷的检测性能,考察了传感器的抗干扰性和重现性,进一步在实物样品中进行了检测。2)采用水热法制备了一种锆基金属有机框架(MOF)材料-PCN-222,采用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜进行了结构和形貌表征,运用激光粒度分析仪表征了zeta电位。将PCN-222用作氯霉素的固态吸附材料,与壳聚糖混合,复合修饰到采用电化学沉积法在氧化铟锡玻璃表面修饰的聚3,4乙烯二氧噻吩表面,构建用于氯霉素电化学检测的传感器电极(PCN-222-CHIT/PEDOT/ITO),采用扫描电子显微镜表征电极表面形貌,紫外-可见光分光光度计表征电极对氯霉素的吸附作用。使用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了PCN-222-CHIT/PEDOT/ITO电极的电化学特性和对氯霉素的电化学响应,在优化的实验条件下,制备的PCN-222-CHIT/PEDOT/ITO传感器电极用于差分脉冲伏安法检测氯霉素,得到其线性范围和检测极限,考察其抗干扰性和重现性,并进一步在实际样品中检测氯霉素。
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