基于MEO2MA聚合物修饰的温敏电化学传感器对酚类的研究

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近几十年来,随着电化学传感器技术的不断提高,将纳米材料应用在电化学传感器上一直备受研究者的关注。单一功能材料制备的传感器已不能满足复杂条件下检测环境污染物质。如今,科研人员致力研究复合材料智能型电化学生物传感器。温度敏感性聚合物是一种常见的环境响应性智能材料,通过改变外界环境的温度来调控温敏聚合物的溶解度。温敏聚合物导电性差,而碳纳米材料有着优异的电催化性能和优良的导电性,利用两种材料的协同作用制备了具有特异性的复合功能化材料,将具有温敏性复合材料修饰玻碳电极制备了温敏电化学生物传感器。本论文的主要工作总结如下:(1)通过原子转移自由基聚合(RAFT)方法合成了温敏性嵌段聚合物PS-b-PMEO2MA-b-PS,将聚合物PS-b-PMEO2MA-b-PS与羧基化的MWCNTs超声混合后得到的复合材料修饰在玻碳电极界面制备了PS-b-PMEO2MA-b-PS/MWCNTs(COOH)/GCE电极。用该复合材料修饰电极探究了对缓冲液中的邻苯二酚(CC)的温敏可逆性,在低温点(16℃),该修饰电极检测CC的峰电流值很小,电化学传感器处于“关闭”状态,而在高温点(42℃)时,CC在该修饰电极上出现了一对尖锐的氧化还原峰,此时处于“开启”状态。并且该修饰电极在高温点时实现了对CC的线性检测,线性范围为280 nM至14.56μM。(2)将温敏聚合物P(MEO2MA-co-NAM)与MWCNTs(COOH)均匀混合后修饰在电极表面上,用该电极检测了溶液中的对苯二酚(HQ)。实验结果显示,在低温区(15℃)时,不能对HQ进行有效检测,表现为“关”的状态,而在高温区(35℃)时,对HQ表现出优异的检测效果。用LSV检测到HQ的线性范围从2.86μM57.2μM,检出限低至0.91μM(S/N=3)。(3)利用了Hummers法制备了水溶性优良的GO,并与温敏聚合物PNVCL-b-PMEO2MA-b-PNVCL)和MWCNTs(COOH)进行混合,制备了可用于检测ACOP的温敏电化学传感器。该复合膜电极在低温(8℃)时呈为“关”的状态,在高温(42℃)呈“开”的状态,在温度范围为8℃42℃时,ACOP的峰电流值随温度的升高呈线性增加,如同“弹簧”一样慢慢被压缩。利用DPV检测了溶液中ACOP的浓度,线性范围为114 nM7.068μM,该复合膜电极也具有良好的重复性和稳定性。
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