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《河北科技大学》 2018年
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几种苯环类有机污染物电化学传感器的构建及性能研究

李亚清  
【摘要】:随着我国工业化的推进,人们对化学制品的需求量增加,将多种有毒有害的有机污染物带入到了环境中,使得世界环境问题日益严重。其中以sp~2杂化轨道成键的、具有封闭的环状共轭离域大π键的苯环类有机污染物由于具有高毒性、生物积累性、在环境和人体内很难代谢等特点已引起人们的关注,实现对其定量分析检测已迫在眉睫。电化学传感器由于具有前处理简单、成本低廉、操作简单、反应迅速、能够用于现场实时检测等优点,在生物技术、食品工业、医学诊断、环境监测等领域具有广泛的应用。本文基于对苯环类有机污染物进行电化学检测时存在的一些问题,构建了三种纳米材料修饰电极,并对苯环类有机污染物进行定量分析,具体内容如下:1)基于分子印迹的双酚A电化学传感器的制备通过电化学沉积法和电化学聚合法将电还原石墨烯(ERGO)、聚三聚氰胺(PMel)、金纳米粒子(AuNPs)、分子印迹膜(MIP)修饰到玻碳电极表面,制得用于检测双酚A(BPA)的分子印迹电化学传感器。在最优的实验条件下,制得的MIP/AuNPs/PMel/ERGO/GCE传感器在20~300μM范围内与测得的氧化峰电流呈现良好的线性关系,检出限为9.9μM(S/N=3)。2)三维石墨烯负载的PdCu纳米胶囊对芳香硝基类化合物的电催化性能研究通过滴涂法将三维石墨烯负载的PdCu纳米胶囊(Pd-Cu/3DGSs)修饰到玻碳电极表面,成功构建了一种芳香硝基类化合物(NACs)电化学传感器,并采用该传感器对对硝基苯酚(p-NP)进行了详细的电化学研究。结果表明,Pd-Cu/3DGSs对NACs具有良好的电催化性能。在最优的条件下,p-NP的电流响应与其浓度在10~3000μM范围内呈现出良好的线性关系,检出限为0.050μM(S/N=3),电流效率可达84%。3)基于AgNPs/PB复合材料的对硝基苯酚电化学传感器采用循环伏安法(CV)在玻碳电极表面制备铁的配合物普鲁士蓝(PB),并电沉积银纳米粒子(AgNPs),用于p-NP的定量分析。结果显示,修饰有AgNPs和PB的电极对p-NP的电化学还原具有良好的催化能力,p-NP的还原峰电位从裸电极的-0.73 V正移至-0.43 V。同时在优化条件下,在2.5~125μM和125~1000μM范围内,p-NP浓度在与其还原峰电流呈线性关系,检出限为0.32μM(S/N=3)。综上,实验选用纳米材料修饰玻碳电极制备了三种电化学传感器。采用电化学手段对其进行表征,并分别用以检测BPA、NACs和p-NP。构建的传感器操作简单、响应快速,稳定性和重现性良好,为苯环类有机污染物的电化学检测提供了新的方法。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O657.1

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