三类有机小分子的电致化学发光性能及分析应用研究

来源 :安徽师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiangcool2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电致化学发光(Electrogenerated chemiluminescence,ECL)因其高灵敏度、低检测限、宽线性范围、仪器操作简单和高信噪比等优势吸引了人们广泛的关注和研究。该技术已广泛应用于金属离子检测、环境监测、医学诊断、免疫测定、药物分析、食品检测等许多领域。目前,ECL常用的发光材料主要有:联吡啶钌及其衍生物、鲁米诺及其衍生物、纳米材料等等。稳定高效的ECL试剂的合成和应用一直是被广泛研究的课题之一,而有机小分子的ECL性能研究相对较少,这是一个值得探讨与研究的课题,寻找一些ECL效率高、稳定性好的有机小分子,探究其ECL性能及分析应用也是一件十分有意义的工作。本文分别对三类含氧杂环小分子(色酮类、呫吨衍生物类、曲酸)电致化学发光性能及分析应用进行了探讨。具体工作分为以下三个部分:1.第一部分以H3BO3-Na2B4O7为缓冲溶液,K2S2O8作为共反应剂,二氢色原酮和色酮的水溶液,在还原过程中会产生强的ECL信号。较为详细地探讨了二氢色原酮和色酮的ECL行为以及它们的ECL机理,二氢色原酮和色酮的结构相似,但ECL强度相差较大。根据密度泛函理论(DFT),对它们的HOMO、LUMO能级进行了计算,二氢色原酮比色酮更容易发生电子跃迁,形成激发态从而导致发光强度较大,证明了这一实验事实。此外,我们发现了碘离子(I-)可以抑制二氢色原酮的ECL信号,且ECL的降低程度与加入I-的浓度有关。从而建立了具有高灵敏度,良好选择性和宽线性范围的碘离子检测方法,线性范围为10-10 M至10-4 M,检测限为0.033 n M(S/N=3)。2.第二部分研究了三种染料分子——曙红B、藻红B和荧光桃红B的ECL性能。实验表明在含有共反应剂K2S2O8的Na2B4O7-Na OH缓冲溶液中,此三种染料都有较好的电化学发光信号。由荧光光谱、电化学发光光谱及相应的电化学发光实验,提出了可能的电化学发光反应机理。探讨了各种实验条件对染料电化学发光行为的影响并对其进行了优化。此外还发现了Cr3+对曙红B的电化学发光信号有极大的猝灭作用,基于此建立了一种检测Cr3+的新方法,其检测范围为1-1000μg/m L,在信噪比为3时,最低检出限为0.33μg/m L,对Cr3+进行了加标回收,结果令人满意。3.第三部分主要研究了曲酸在含有共反应剂K2S2O8的Na2B4O7-Na OH缓冲溶液中的电化学发光性能。我们发现曲酸和K2S2O8在常温下能进行化学反应,且反应会影响体系的ECL强度值,基于此,我们对此现象进行了探究。并利用ECL光谱、荧光光谱、DPV、紫外光谱等手段对曲酸体系进行了测定,进一步推测了可能的反应机理。并基于碱蓝6B和四丁基溴化铵共同对曲酸体系的猝灭建立了一种间接测定四丁基溴化铵的新方法,线性范围为10-8 M至10-2 M检测限为3.3 n M(S/N=3)。
其他文献
氢气是清洁和可再生的能源,也是一种很有前景的能源载体。与电催化或热催化制氢相比,太阳能光催化制氢在生产绿色氢燃料方面具有特别的吸引力。然而由于大部分光催化剂存在光谱响应范围窄,载流子分离效率低,氧化还原能力不足等问题,导致光催化分解水制氢发展缓慢,因此,发展具有高效光催化性能的光催化剂十分重要。本论文以ZnIn2S4这种可见光响应的光催化剂为研究对象,通过构建WO3-x/ZnIn2S4异质结,在Z
学位
随着人类社会的发展,传统能源的不断消耗和日益凸显的环境问题使寻找可再生的清洁能源成为必然趋势。风能、太阳能或地热能等能源已逐步成为人类依赖的新能源形式。然而,这些能源是一次能源,通常被转化为电能使用。在开发利用可再生能源的过程中,电能储存技术发挥着重要的作用。其中,在化学储能中,锂离子电池因其高的能量密度和库伦效率在众多领域被用作储能设备。在能量密度方面,锂离子电池的容量正在逐渐接近它们的理论极限
学位
在过去几十年中,纳米电极因其整体尺寸小,充电电流小,传质速率快以及时间和空间分辨率高等优点而备受关注,并广泛应用于基础电化学研究,单粒子分析,单细胞传感和扫描电化学显微镜(SECM)研究等领域。受上述启发,本文通过激光辅助拉制法制备单一金、银纳米电极,并将其应用于以下的电催化研究:1.以单一银(Ag)纳米盘电极为基底,通过化学刻蚀和金属置换反应制备出单一钯银(Pd@Ag)合金纳米线电极,并从单根纳
学位
过渡金属催化的直接C-H键功能化已被证明是快速构建各种C-C键的有效策略。其中,烯烃因其广泛存在以及多样性转化等优势而被经常用作碳氢键偶联底物,以实现直接的C-C键偶联。本论文开发了一种铑催化烯烃对吲哚2位C-H键直接官能化反应的方案,为合成功能化烯烃及其复杂衍生物提供了一种方便且高效的方法。通过选用不同的烯烃,并经反应条件的调控,实现吲哚2位C-H键的选择性烯基化与烷基化反应。相关反应的底物普适
学位
由于可以有效地减少Haber-Bosch法产氨所带来的能源消耗和环境危机,电化学固氮(eNRR)逐渐成为了近些年的研究热潮。目前来看,该方法的核心在于寻找高效、稳定的固氮催化剂。因具有独特的电子结构和力学性能,二维材料(2D)有望成为固氮催化剂的主要候选者。通过基于密度泛函理论的第一性原理计算,本论文主要研究了2D硒化镓、过渡金属团簇负载石墨炔(GDY)等催化体系电化学固氮的可能性,并进一步通过缺
学位
现代社会的快速发展致使全球能源消耗与日俱增,能源危机愈发严峻。因此,开发绿色能源迫在眉睫。氢能因具有高燃烧值、绿色、可再生等优点成为最有潜力的清洁能源,电解水制氢技术被认为是最有前景的制氢方法之一。然而,阳极析氧反应(OER)具有较高的反应能垒限制了电解水制氢技术的发展。尿素氧化反应(UOR)因其极低的理论氧化电位,能有效降低能耗,还能降解富含尿素的污水,减轻环境污染,有潜力替代OER来提高电解水
学位
核心素养是当今国际科学教育共同追求的目标,关注学生核心素养的培养是目前世界各国基础教育理论研究和实践变革的重大趋势。“模型认知”素养作为化学学科核心素养的重要组成部分,既是育人价值的集中体现,也是学生应具有的关键能力。在对国内外模型、建模与模型认知等相关研究进行梳理后,本研究以国际核心素养框架、大型测评中模型、建模和模型认知的概念框架和《普通高中化学课程标准(2017年版)》中模型认知水平为基础,
学位
当前,大力发展清洁能源,创造更加宜居的生活环境已经成为全社会的共识,通过如析氧反应、析氢反应、二氧化碳电还原反应等清洁反应获取氢能以及高附加值工业产品等无疑是向可持续发展目标迈进的一条重要道路。现如今对于上述几个反应的电极材料的研究正在蓬勃发展,人们希望得到尽量接近热力学电位的催化材料以减少电解过程中的能量损耗。过渡金属及其化合物材料由于其丰富的轨道电子展现出了良好的催化性能,其中尤以铁、钴、镍基
学位
开发高效的能源转换、储存和运输技术是实现未来能源可持续发展的关键。具有高质量能量密度的氢气被认为是理想的清洁能源载体。电化学分解水产氢是一种非常有前景的能源转换和制氢策略。电解水反应主要由阴极的氢气析出反应(HER)和阳极的氧气析出反应(OER)这两个半反应组成。尽管理论上仅需1.23V的电压即可实现电化学水裂解,但由于迟缓的HER和OER动力学,在实际应用过程中水分解电解槽需要更高的电压去驱动反
学位
可充电电池在生产生活中大量应用,一些近年来发展的新型电池备受关注。锂硫电池具有高的能量密度,可作为长续驶里程电动汽车动力电池,但单质硫的导电率低、体积变化大和充放电过程中多硫化物的穿梭效应等问题严重制约其发展与应用。此外,可充电水系锌离子电池极有希望应用在可穿戴设备,虽然其拥有价格低廉且对环境友好的优点,但也存在着电池电压范围低、电极材料尚不完善、可穿戴设备应用过程中的柔性环境带来的不稳定等一系列
学位