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《湘潭大学》 2010年
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碳纳米管修饰及其在电化学分析中的应用

宋桂玲  
【摘要】: 碳纳米管(CNTs)化学修饰可提高其在溶剂中的溶解性,有利于其性能的发挥,进一步扩大其在实际中的应用。本论文采用聚合物及β-环糊精(β-CD)对单壁碳纳米管(SWCNTs)进行化学修饰,并将β-CD功能化的SWCNTs用于修饰玻碳电极(GCE),修饰后的GCE用来研究某些生物分子的电化学行为,并在此基础上建立它们的分析检测方法。 聚合物共价修饰SWCNTs。通过混酸对SWCNTs氧化后与乙二醇反应得到羟基修饰的SWCNTs,然后再与丙烯酰氯反应,从而将可聚合双键基团引入到SWCNTs表面,得到乙烯基修饰的SWCNTs;接着以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用乳液聚合方法将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝到SWCNTs表面。详细研究了预乳化时间对表面接枝聚合物含量高低的影响。溶解度实验显示聚合物共价修饰后增强了SWCNTs在溶剂中的溶解性。采用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)对聚合物修饰的SWCNTs进行了结构分析。Raman测试结果表明聚合物共价接枝到SWCNTs表面,TEM分析结果表明聚合物存在于SWCNTs的侧壁和开口端。热失重分析(TGA)结果表明,在其它条件相同时,SWCNTs表面接枝聚合物含量随着预乳化时间的延长而增加。 β-CD功能化SWCNTs修饰GCE及其在电化学中应用研究。先采用混酸氧化SWCNTs,表面产生的羧基进一步转化为酰氯,然后与氨基化的β-CD反应,从而在SWCNTs表面引入β-CD,并将β-CD共价键修饰的SWCNTs用于修饰GCE。以抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)混合体系为研究对象,采用循环伏安(CA)法对AA、UA的电化学行为进行研究。具体考查了溶液pH值,扫描速率,底物浓度及干扰离子等实验条件改变对AA、UA电化学行为的影响。结果显示,相比较裸GCE,β-CD共价键修饰SWCNTs改性的GCE结合了SWCNTs优良的电化学催化性能及β-CD对某些客体化合物的包结能力,修饰电极具有较高的灵敏度。与β-CD非共价键分散SWCNTs修饰GCE相比,该方法可克服高浓度β-CD在CNTs表面形成膜阻碍电活性底物在电极表面扩散的缺点,提高分析电极的灵敏度,降低了电化学电位。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

【参考文献】
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