论文部分内容阅读
本论文主要采用电分析技术来检测环境中有害的目标物质,通过制备出性能优越的纳米材料修饰电极,成功实现了对环境激素类物质的检测。经过初步研究,实验制得修饰电极对环境中有害物质的检测效果优异。采用滴涂法和电沉积法将纳米材料修饰在电极表面,对环境激素双酚A(BPA)和壬基酚(NP)进行分析。实验主要完成的工作有:(1)β-环糊精(β-CD)功能化石墨烯/溶胶-凝胶(Sol-gel)膜修饰电极对BPA的检测:本章基于GNP大的比表面积,Sol-gel优良的成膜能力及β-CD较强的分子识别能力和富集作用制备了GNP/Sol-gel/β-CD复合膜修饰电极(GNP/sol-gel/β-CD/GCE)用于BPA的检测。实验结果表明,GNP、Sol-gel和β-CD的掺杂提高了导电能力,增强了双酚A在修饰电极表面的峰电流。当双酚A浓度范围在0.1μmol/L~50μmol/L时,双酚A在GNP/Sol-gel/β-CD/GCE上的响应电流与浓度呈良好的线性关系。根据IUPAC的方法计算出检测限为25nmol/L(S/N=3)。(2)恒电位共沉积沉积法制备GNP/Sol-gel/β-CD/纳米金复合膜修饰电极测定壬基酚(NP):为了把均一的金纳米粒子和GNP复合,本实验运用了电化学共沉积的方法将Sol-gel、β-CD和金的前驱体复合在滴涂有GNP的电极表面。同时对壬基酚的电化学行为进行了研究,发现NP吸附受吸附控制,且氧化峰电流在电极表面复合改性后大大提高。这一现象也反应了GNP纳米片和金纳米粒子、Sol-gel、β-CD的协同作用提高了壬基酚的氧化峰电流。对条件进行优化后,可以看出在浓度为0.01-1.0μmol/L的范围内,NP在修饰电极表面的响应电流与NP的浓度浓度呈十分好的线性关系,线性方程为Ipa=4.45+2.99 C,线性相关系数为0.999,灵敏度为7.4μA/μmol/L,检测限为3.0 nmol/L(S/N=3)。(3)CVD法制备膨胀石墨掺杂碳纳米管复合膜测定BPA:本章采用气相沉积法,在膨胀石墨片层间生长碳纳米管,制得碳纳米管@膨胀石墨(CNT@EG)复合材料。用滴涂法将复合材料修饰在裸玻碳电极表面得到碳纳米管@膨胀石墨修饰电极(CNT@EG/GCE),运用SEM和电化学方法对CNT@EG/GCE的表面形貌和性质进行了表征。选择循环伏安法以BPA为代表对环境激素类物质进行检测。结果表明:同裸玻碳电极和CNT@EG修饰电极相比,BPA在CNT@EG修饰电极表面上的响应电流最大;在0.02μmol/L至2μmol/L范围内,BPA的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系,检出限为5n mol/L(S/N=3),具有良好的稳定性和重现性。