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近年来,恐怖暴力事件频繁发生于世界各地,各种形式的炸药和爆炸装置被用于恐怖犯罪活动,造成了大量的人员伤亡和财产损失。硝基芳烃类爆炸物是目前使用的最为广泛的一类爆炸物。爆炸过程中排放出的相关化合物及其降解产物也对环境产生了严重污染,对人体健康危害极大。因此,依靠物理、化学等科学技术手段对硝基芳烃类爆炸物进行分析和检测,不仅对预防和打击恐怖犯罪、维护国际和平与发展意义重大,对监测和预防环境污染、维护动植物生存及人类健康也至关重要。与目前常用的检测手段相比,电化学检测具有检测时间、短成本低、操作简单、灵敏度高的优点。然而常用的电化学检测设备达不到环境及安全检测对设备便携性的要求,这会极大的限制其在实际检测中的应用。因此开发出具有高灵敏、低成本的便携式硝基芳烃类爆炸物电化学检测平台意义重大。本文设计并实现了基于智能电子设备的便携式硝基芳烃类爆炸物电化学检测平台。该电化学检测平台使用目前已全面普及的智能电子设备(平板电脑)作为命令输入、检测控制、结果显示和数据处理的移动终端;采用便携式的电化学工作站缩小了仪器的体积;采用丝网印刷电极代替传统的三电极体系,简化了电路设计,降低了电化学检测系统的整体成本。而后,设计了多种纳米复合材料对丝网印刷电极进性功能化,实现了硝基芳烃类爆炸物的定量分析检测中,并进一步应用在了环境检测,验证了其实际应用的可能性。本论文共分为四个部分:第一章:介绍了爆炸物检测的背景、意义及方法,并从检测设备和材料两个方面概述了硝基芳烃类爆炸物检测的研究进展,据此提出本论文的选题思想。第二章:设计了纳米钯-碳纳米管-石墨烯(Pd NFs-CNTs-GNSs)三维多孔纳米材料修饰的丝网印刷电极,并应用于所构建的基于智能电子设备的电化学检测平台,实现了对多种硝基芳烃类爆炸物的定量检测。硝基芳烃类化合物电化学检测,是通过硝基芳烃类化合物分子在电极表面发生氧化还原反应产生电信号来检测的。本章提出以二维纳米材料石墨烯(GNS)和一维纳米材料碳纳米管(CNT)构筑的类皮肤-骨架三维纳米结构为基底,在其表面修饰钯纳米花构筑Pd NFs-CNTs-GNSs三维多孔纳米结构。碳纳米管-石墨烯(CNTs-GNSs)骨架结构不仅具有良好的电子传输能力,且其通过π-π相互作用,对硝基芳烃类化合物具有优异的吸附能力,钯纳米花可以高效催化硝基芳烃类化合物在电极表面还原。本文将Pd NFs-CNTs-GNSs修饰在丝网印刷电极表面,并通过便携式电化学检测平台可以完成对多种硝基芳烃类化合物(2,4,6-三硝基甲苯、1,3,5-三硝基苯、2,4-而硝基甲苯、1,3-二硝基苯、1-氯-2,4-二硝基苯、对硝基苯酚)高灵敏、快速的检测。其对TNT的检出限为32.4 n M,灵敏度为4.30μAμM-1 cm-2,线性范围100 n M-20μM,可完成在实际自然环境中对多种硝基芳烃类化合物的定量检测。第三章:设计了钯-碳纳米管-Ti3C2Tx(Pd-CNT-Ti3C2Tx)三维纳米复合材料,实现了对多种硝基芳烃类爆炸物的高精度定量检测。迄今为止,Ti3C2Tx应用在电化学传感领域的报道却很少,本工作中创新的将Ti3C2Tx应用在硝基芳烃类电化学传感领域,设计出了Pd-CNT-Ti3C2Tx三维纳米复合材料。通过Pd纳米粒子催化在Ti3C2Tx表面原位生长CNT,可以防止Ti3C2Tx和CNT的团聚,增大Ti3C2Tx-CNT基底的比表面积、电化学活性位点、电子传输能力,且增大了其对硝基芳烃类化合物的吸附能力,而限域在CNT顶端的钯纳米粒子可高效催化硝基芳烃类化合物还原。因此该材料可实现对多种硝基芳烃类化合物(TNT、TNB、DNT、DNB、Cl-DNB)的超灵敏、快速、便捷的检测,且稳定性、重现性良好。其对TNT的检出限为2.28 n M,灵敏度为43.36μAμM-1 cm-2,线性范围10 n M-10μM。第四章:结论与展望。本章中对本文的研究工作进行了总结,主要是概括性的阐述了基于智能电子设备的电化学检测平台的设计与实现,以及检测平台在硝基芳烃类爆炸物检测中的应用,最后,对工作中存在的问题进行了客观的分析,并从检测设备的改进、检测材料的设计方面对今后的工作进行了前瞻性的展望。