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电化学分析法是一种简单快速的分析方法,灵敏度、准确度都很高,适用面也很广。化学修饰电极是电化学分析里一个重要的研究方向,目前这方面的研究主要集中在对单组分分析和对一些生物分子的电催化上,采用化学修饰电极同时测定同分异构体和多组分将是一个很有前途的研究方向。本论文将电化学分析与环境科学、生命科学结合起来,制备了具有高灵敏度、高分辨率的化学修饰电极,分别用于邻/间/对-硝基酚三种同分异构体、多巴胺/抗坏血酸混合体系的同时测定,以及制备杯芳烃系列衍生物修饰电极,通过该电极研究了杯芳烃系列衍生物的电化学性质。为环境污染物、生命物质的分析检测提供了简单、快捷、灵敏的方法,拓宽了超分子化合物在电分析上的应用,这在理论和实践上都具有重要的意义。
1.碳纳米管修饰电极一阶微分导数伏安法测定硝基酚异构体:将羧基化的多壁碳纳米管直接修饰到玻碳电极上,无需复合其它材料,利用碳纳米管的纳米界面效应,用线性扫描方法,辅以一阶微分求导的方法来提高邻硝基酚、间硝基酚和对硝基酚的分离度,在不经分离的情况下实现了三种硝基酚异构体的同时检测,方法线性范围宽、灵敏度高。邻、间、对.硝基酚的线性范围分别为4.0×10<-6>~2.0×10<-3> mol L<-1>、1.0×10<-5>~1.0×10<-3>mol L<-1>和2.0×10<-6>~4.0×10<-3> mol L<-1>,检测下限分别为5.0×10<-7>,6.0×10<-6>和4.0×10<-7>mol L<-1>。用于模拟废水测定时回收率在96%~102%之间,该方法简单、快速、准确,为同分异构体的测定提供了一种新的思路。
2.壳聚糖复合阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰玻碳电极同时测定多巴胺和抗坏血酸:将壳聚糖与CTAB按一定比例混合后修饰到电极表面,在pH 6.8时,利用微分脉冲伏安法研究了多巴胺与抗坏血酸在该电极上的电化学行为,通过表面活性剂与多巴胺和抗坏血酸之间的静电相互作用,使多巴胺的氧化电位正向移动,而抗坏血酸的氧化电位向负方向移动,二者的氧化电位差达到0.23 V,从而使两者的氧化峰信号分离开,同时克服了单纯使用表面活性剂修饰易脱落不稳定的问题。在不经前处理的情况下,使用该电极可以对多巴胺和抗坏血酸进行同时定量测定,方法线性范围宽,电极稳定性好。
多巴胺和抗坏血酸的线性范围分别为8.0×10<-6>~1.0×10<-3>mol L<-1>,1.0×10<-5>~2.0×10<-3>mol L<-1>,检测限分别为4.5×10<-7>mol L<-1>,2.3×10<-6> mol L<-1>。该方法的选择性和稳定性好、检测限低、灵敏度高,为壳聚糖和表面活性剂在电分析化学中的进一步应用开拓了一个新的方向。
3.对叔丁基杯[n]芳烃(n=4,6,8)同系物的电化学性质初探:通过电化学吸附法将对叔丁基杯[n]芳烃(n=4,6,8)修饰到电极表面,采用Fe<3+>对对叔丁基杯芳烃修饰电极电化学性质进行了初探。实验结果表明,对叔丁基杯[4]芳烃空腔直径与铁离子直径相近,可以形成稳定的外式离子配合物,增加了铁离子与电极表面的接触,使还原电流增加,峰形变尖锐,相比于杯[6】和杯[8】芳烃,杯【4】芳烃对铁离子有更好的识别效应。说明杯芳烃的分子识别效应主要是通过空腔直径与待测离子直径相吻合,形成配合物后对离子进行选择性测定。杯芳烃同系物是离子选择性电极的良好材料。