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《西北大学》 2002年
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不可逆电对体系流动注射双安培分析法研究及其应用

赵川  
【摘要】: 流动注射分析是一种非均匀、非平衡状态下的溶液处理技术,具有分析速度快、在线处理能力好、可与多种检测方法联用、精密度高、节省试样试剂等优点,已经在许多重要领域得到了广泛应用。检测器在很大程度上决定了流动注射分析的灵敏度和选择性。目前应用于流动注射分析的电化学检测方法主要有电位法、安培法和双安培法等。 双安培法灵敏度高、选择性好、仪器简单、信噪比高,在流动注射分析中得到了广泛的应用。但到目前为止,双安培法仅限于氧化态和还原态同时存在的同一物质的可逆电对或准可逆电对体系,以I_2/I的应用为最多。迄今为止,尚未见到将双安培法直接应用于不可逆体系的报道。 本论文中主要开展了以下几方面工作:1.首次提出了偶合两个不可逆电对的流动芒射双安培分析法。介绍了方法基本原理,推导了电流~电位、电流~浓度方程,探讨了方法成立的必要条件及影响因素,给出了具有不同氧化还原电位待测物的双安培体系构建原理,并进行了实验验证。2.通过有较小氧化电位的待测物分别与氧化铂或氧化金不可逆电对构成双安培检测体系,建立了10余种涉及医药、生化、环境、工业等领域的重要化合物的流动注射分析方法,并结合催化作用和小外加电压的优势,获得了较高的灵敏度、选择性和信噪比水平。3.根据不可逆电对双安培体系构建原理,对具有较大氧化还原电位的待测物进行了双安培检测,并以酚类的检测为例,通过偶合酚类化合物的氧化和高锰酸根的还原,建立了流动注射测定环境水中总酚的新方法;4.设计制造了适用于有较小氧化还原电位待测物的薄层式双安培流通池和适用于有较大氧化还原电位待测物的双安培检测流通池。 本论文研究结果丰富了流动注射电化学检测基本方法,并在保持双安培法原有高信噪比、高选择性优势的基础上,大大拓宽了双安培法在流动注射分析中的应用范围,并对进一步开发可用于流动注射、液相色谱、毛细管电泳等流动体系的高性能电化学检测器、传感器具有借鉴意义。 西尤大学搏士学位沦文 扮要 本论文包括三个部分。 第一部分:文献综述 第一章:对流动注射电化学分析方法和技术进行了综述,引用截止2000 年相关文献共 153篇。 第二部分:方法原理与基础 第二章:通过偶合两个各自独立的,相反的不可逆电对,提出了应用于不 可逆电对体系的流动注射双安培检测新方法,并从理论及实验两方面对方法进行 了讨论。推导了方法的电流~电位、电流~浓度方程,探讨了方法成立的必要条件 及影响因素。结果表明,两具有相近氧化还原电位的不可逆电对共存是方法成立 的必要条件。增大外加电压,可以提高灵敏度、扩大线性范围,但同时伴随着选 择性的损夫。文中还讨论了具有不同氧化还原电位待测物的双安培体系的构建方 法,并分别以尿酸、苯酚为例讨论了当待测物具有较大氧化还原电位时,双安培 检测体系的几种构建途径,并对理论讨论进行了试验验证。 第三部分:方法应用 第三章:基于不可逆电对体系流动注射双安培分析法,设计了新型薄层式 双安培检测器,并应用于混合氨基酸和人尿中半肤氨酸的测定。该检测器使用两 支相同的经阳极化预处理的铂片电极,结构简单,电极面积与池体积比值高。通 过偶合半眺氨酸在一支铂片电极上的催化氧化和氧化铂在另一铂片电极上的还 原,构建了双安培检测体系,在外加电压为 10 mV时,回路电流与半脏氨酸浓 度在4.oxlo”’-4.0。10”’mol几范围内呈线性关系,万法检狈限为 l.oxlo“’mol几(15 Pmo… 8次测定 20x10”‘mol几半眺氨酸,电流值 RSD为 0,6%。 第四章:基于单宁在经阳极化的铂电极上的催化氧化和不可逆电对双安培检 测原理,建立了流动注射双安培直接检测茶中单宁的新方法。使用经阳极化处理 的双铂电极,通过偶合单宁在一支电极上的氧化和氧化铂在另一支电极上的还原 两个不可逆电对,在外加电压为OV 时,单宁的氧化电流与其浓度在 l.0x10“-l.oxlo”‘moliL范围内呈线性关系,检出限为 6.oxlo”mol/L (S-2)。连 续 42次测定 10xlo”’mow单宁,电流值RSD叫二%。 第五章:基于不可逆电对双安培检测原理,建立了流动注射双安培快速检测 环境水中总酚的新方法。该方法使用两支极化铂丝电极,通过偶合一支电极上酚 的氧化和另一支电极上 MnO。‘的还原,构建了双安培检测体系,在外加电压为 0 V n 西尤大学搏士学位余文 劣要 时,对污水中总酚进行了检测。本方法无须加入任何反应试剂,在响应种类上, 许多无法用个氨基安替比林法(4AAP)和 3-甲基-2-苯并噬哇琳腺(MBTH)法 检测的酚如硝基酚、氨基酚、甲酚、3个二甲酚等,可以很方便用本文方法检测 出来;在响应灵敏度上,本文方法中各类酚的响应百分比普遍比4.AAP &和 MBTH法高,尤其是对于硝基酚类;在
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:O657.1

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