收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米材料修饰电极对土壤及水中酚类污染物的检测研究

殷焕顺  
【摘要】:酚类化合物是一类毒性大、难降解的持久性有机污染物,具有环境持久性、生物累积性、长距离迁移能力和生物危害性,能导致生物体内分泌紊乱、生殖及免疫机能失调、神经行为和发育紊乱以及致癌、致畸、致突变,因此,部分酚类化合物也称为环境激素。随着经济的迅速发展,酚类化合物的使用量逐年上升。目前,酚类化合物是造成土壤和水环境严重污染的有机化合物之一,主要来源于塑料、染料、杀虫剂、造纸和石化产品。因此,对它们在水、土壤中的残留状况进行分析研究有实际意义。 电化学分析方法具有操作简单、快速、方便、灵敏、价格低廉、绿色环保及易于微型化等优点,已被广泛应用于疾病诊断、药物分析和环境监测等方面。本文研究了部分酚类物质在纳米材料修饰电极上的电化学行为,并对其在土壤及水体中的残留水平进行了分析检测。主要分为以下六个方面: (1)制备了酪氨酸酶-丝素-多壁碳纳米管-酞菁钴修饰玻碳电极,并研究了双酚A在该电极上的电化学氧化反应。丝素能够保持酪氨酸酶的生物活性,多壁碳纳米管能够提高电极表面的电子转移速率,酞菁钴能催化双酚A的电化学氧化。双酚A在电极表面的反应为完全不可逆反应。在优化的实验条件下,双酚A的氧化电流与浓度在5.0×10~(-8)-3.0×10~(-6)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.0×10~(-8)mol/L。该电极具有良好的稳定性、重现性和抗干扰性。对土壤试样中的双酚A检测的回收率在96.5%-105.5%之间。 (2)合成了Mg-Al层状类水滑石,并用X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜等对其进行了表征。利用循环伏安、示差脉冲伏安、线性扫描伏安、计时库仑等电化学技术研究了双酚A在Mg-Al层状类水滑石修饰玻碳电极上的电化学行为。循环伏安结果显示双酚A在修饰电极上于0.454V处出现一个不可逆的氧化峰,说明双酚A在电极表面的氧化过程属于完全不可逆过程。在优化条件下,双酚A的氧化电流与浓度在1.0×10~(-8)-1.05×10~(-6)mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.9959,检出限为5.0×10~(-9)mol/L。制备的电极具有良好的稳定性、重现性和抗干扰性。对土壤试样中的双酚A检测的回收率在95%-107%之间。 (3)制备了碲化钴-聚酰胺胺修饰玻碳电极,运用循环伏安、示差脉冲伏安、线性扫描伏安、计时库仑、时间-电流等电化学技术研究了双酚A在其表面的电化学行为。循环伏安结果显示,双酚A在0.49V具有一个不可逆的氧化峰。对实验条件,如pH、扫速、富集时间等,进行了优化。机理研究表明,双酚A在电极表面的氧化反应属于两电子两质子过程。在优化条件下,BPA的氧化电流与浓度在1.3×10~(-8)-9.89×10~(-6)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10~(-9)mol/L。制备的电极具有良好的稳定性、重现性和抗干扰性。对水样中的BPA检测的回收率在97%to107.2%之间。 (4)制备了纳米羟基磷灰石修饰玻碳电极,并用扫描电子显微镜对电极表面进行了表征。然后,分别研究了4-硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚在电极表面的电化学行为。循环伏安研究表明,4-硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚在电极表面均属于完全不可逆氧化过程,纳米羟基磷灰石能提高4-硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚在电极表面的氧化信号。对影响电化学行为的实验条件进行了优化,如纳米羟基磷灰石的固定量、pH、扫速、富集条件等。在优化条件下,4-硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚的氧化电流与浓度分别在1.0×10~(-6)-3.0×10~(-4)mol/L和2.0×10~(-6)-6.0×10~(-4)μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为6.0×10~(-7)mol/L和7.5×10~(-7)mol/L。该方法具有简单、选择性高和灵敏性高的优点。对水样中的4-硝基苯酚和2,4-二硝基苯酚进行检测,结果令人满意。 (5)制备了石墨烯纳米片,并用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜对其进行了表征。将石墨烯分散于壳聚糖中,制得石墨烯-壳聚糖复合物。研究了4-氨基苯酚在石墨烯-壳聚糖复合物修饰的玻碳电极上的电化学行为。循环伏安研究证明,石墨烯能够增强4-氨基苯酚在电极上的电化学响应,并对其氧化还原过程具有催化作用。对实验条件进行了优化,对部分电化学动力学参数进行了研究,对反应机理进行了探讨。在优化条件下,4-氨基苯酚的氧化电流与浓度别在2.0×10~(-7)-5.5×10~(-4)mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.993,检出限为5.7×10~(-8)mol/L。对水样中的4-氨基苯酚进行检测,结果令人满意。 (6)通过电解法制备了石墨烯-碳纳米球混合物,该混合物在溶液中具有很好的稳定性。用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、x-射线衍射、拉曼光谱、.X射线光电子能谱、热重分析等对制备的混合物进行了表征。研究了对苯二酚在石墨烯-碳纳米球混合物修饰玻碳电极表面的电化学行为。循环伏安研究证明,该混合物能够提高对苯二酚在玻碳电极表面的氧化还原信号。对pH、扫速、富集电位、富集时间等实验条件进行了优化。计时库仑研究表明,石墨烯-碳纳米球混合物能够提高电极的有效表面积。在优化条件下,对苯二酚的氧化电流与浓度分别在1.0×10~(-7)-1.0×10~(-4)mol/L和1.0×10~(-4)-6.0×10~(-4)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10~(-8)mol/L。对土壤样品中的对苯二酚进行检测,结果令人满意。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蒋茹;朱华跃;管玉江;袁青青;;用碳纳米管-纳米TiO_2/Nafion修饰电极测定对苯二酚[J];化工环保;2011年03期
2 朱永春;王晶;计红果;;二茂铁修饰石墨粉-环氧树脂固态电极测定对苯二酚[J];分析测试学报;2006年05期
3 王春燕;由天艳;田坚;;聚谷氨酸修饰电极同时检测对苯二酚和邻苯二酚[J];分析化学;2011年04期
4 陈贤光;王壬;赵国芳;邹小勇;;聚对苯二酚修饰玻碳电极的制备及其对抗坏血酸的催化氧化作用[J];分析化学;2006年08期
5 陈燕清;倪水年;王小波;;多元校正一紫外吸收光度法同时测定苯酚、苯胺、对苯二酚[J];南昌航空大学学报(自然科学版);2008年01期
6 杨绍明;魏志鹏;胡光辉;江丹;黄爱花;郑龙珍;;碳纳米管修饰电极同时测定邻苯二酚和对苯二酚[J];高等学校化学学报;2010年02期
7 刘斌,孙向英,徐金瑞;席夫碱壳聚糖修饰电极的制作及其在对苯二酚测定中的应用[J];分析化学;2003年09期
8 王升富;;化学修饰电极的研制方法[J];黄冈师范学院学报;1993年02期
9 庄瑞舫;杨铁柱;;化学修饰电极的制备方法[J];化学传感器;1988年01期
10 陈朝平,刘文霞,何晓英,蔡铎昌;多壁碳纳米管修饰电极对对苯二酚的催化作用[J];西华师范大学学报(自然科学版);2003年02期
11 周艳丽;只金芳;;酪氨酸酶在硼掺杂金刚石薄膜电极上的固定及酚类化合物的检测[J];电化学;2006年02期
12 张双圣;杨秋霞;刘汉湖;韩修益;王晓青;;巯基三唑自组装膜修饰玻碳电极的制备及其电化学性质[J];徐州工程学院学报(自然科学版);2010年01期
13 魏培海,陈立仁,李关宾;酚类化合物在二氧化锡微粒修饰碳纤维电极上的氧化及检测[J];分析化学;2001年01期
14 陈敏元;;修饰电极与有机电解合成[J];浙江化工;1988年05期
15 杜丹,王升富,黄春保;L-半胱氨酸修饰金电极对邻苯二酚和对苯二酚的电催化及分析应用[J];分析测试学报;2001年05期
16 陈鸿琪,陈进生;碳糊电极溶出伏安法测定微量对苯二酚[J];环境化学;1989年02期
17 金利通,仝威,方禹之;三辛基氧化膦修饰电极富集溶出机理的光谱表征[J];高等学校化学学报;1991年09期
18 刘有芹;颜芸;沈含熙;;化学修饰电极的研究及其分析应用[J];化学研究与应用;2006年04期
19 董绍俊;姜荣中;;化学修饰电极的研究 ⅩⅤⅡ四苯基铁卟啉化学修饰玻碳电极的热处理及其对氧的催化还原[J];物理化学学报;1987年06期
20 金利通;仝威;方禹之;;半导体修饰电极及其在分析化学中的应用[J];分析试验室;1988年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨明远;战英;张丽薇;;高效液相色谱法测定防水涂料中的酚类化合物[A];吉林省预防医学学术座谈会论文集[C];2004年
2 吴志军;徐祖洪;李智恩;;褐藻酚类化合物的研究近况[A];第七届全国海洋湖沼青年学者学术研讨会论文摘要集[C];2000年
3 董绍俊;;纳米材料的合成及其在电分析化学上的应用[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
4 张俊喜;颜立成;魏增福;;黄铜在外加电流阴极保护中最佳电位的确定[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
5 李荷濛;杨勇;杨海宁;徐仁英;杨孟铭;;水中酚类化合物(液相色谱法)测定实验报告[A];西北地区第三届色谱学术报告会暨甘肃省第八届色谱年会论文集[C];2004年
6 何茜;胡忠阳;帅琴;吴宏景;;SPME-GC联用测定环境水样中的酚类化合物[A];湖北省化学化工学会第十一届分析化学专业年会论文集[C];2007年
7 钱逸泰;;纳米材料的低温化学合成[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
8 李莉;齐学强;陈四国;王耀琼;;电沉积纳米材料研究现状[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年
9 张立德;;纳米材料的可控制备与表征[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
10 李宁;李晨;;单步水热法合成空心Fe_3O_4磁球纳米材料的探讨[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷焕顺;纳米材料修饰电极对土壤及水中酚类污染物的检测研究[D];山东农业大学;2012年
2 吴婧;基于硼掺杂金刚石和新型纳米复合材料的电化学生物传感器研究[D];湖南大学;2005年
3 钱功明;新型高催化活性纳米铂修饰电极的制备及应用研究[D];华中科技大学;2007年
4 孔波;几种新化学/生物分析方法及分析数据建模算法的研究与应用[D];湖南大学;2010年
5 何开华;低维氮化硼纳米材料中杂质和电场行为的第一性原理研究[D];中国地质大学;2010年
6 赵斌;特殊形貌TiO_2/钛酸盐纳米材料的合成与生成机理[D];华东理工大学;2011年
7 苏勇;一维金属氧化物纳米材料的气相合成与发光性能研究[D];合肥工业大学;2011年
8 宋运涛;金属氧化物纳米材料的液相合成研究[D];山东大学;2010年
9 王金兴;不同结构In_2O_3基纳米材料的合成及其气敏特性研究[D];吉林大学;2010年
10 郭明义;硅基多孔纳米材料的功能化及其药物传输研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵青;化学修饰电极的制备及其在环境检测中的应用研究[D];西安理工大学;2005年
2 李丽花;纳米材料及氨基酸修饰电极在电化学分析中的应用[D];扬州大学;2007年
3 齐丹华;聚合物薄膜和纳米材料化学修饰电极的制备及应用的研究[D];延边大学;2007年
4 刘海燕;化学修饰电极及生物传感器的应用与研究[D];山东师范大学;2002年
5 桂娟;纳米铂复合膜修饰电极的制备及其检测应用[D];华中科技大学;2008年
6 翟云云;生物与环境检测中的传感器技术研究与应用[D];华东师范大学;2009年
7 邹小智;纳米材料/血红蛋白修饰电极的电化学行为及其应用研究[D];华中师范大学;2007年
8 周国清;二种化学修饰电极电催化活性的研究与应用[D];西南大学;2008年
9 刘晓荣;纳米材料修饰电化学DNA和适体生物传感器的研究[D];西北大学;2010年
10 王琦;电化学分析法测定抗坏血酸的研究与应用[D];山东师范大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 袁封;纳米材料是涂料的好帮手[N];中国化工报;2004年
2 杭州科瀚盟公司 黄海;正确认识纳米材料在纺织上的应用[N];中国纺织报;2008年
3 记者 方彬楠 通讯员 周麦玲;纳米材料绿色打印技术产业化基地落户怀柔[N];北京商报;2010年
4 胡爱武 傅志红;纳米材料与纳米技术[N];中国包装报;2004年
5 记者 冯永锋;我纳米材料领域获重要突破[N];光明日报;2000年
6 罗刚;神奇的纳米材料安全吗[N];健康报;2005年
7 刘菊花;首批纳米材料国家标准 于4月1日起正式实施[N];中国有色金属报;2005年
8 仲科;科技部部署纳米材料研究项目[N];中国化工报;2008年
9 刘英楠;新方法捕获纳米材料详细信息[N];中国高新技术产业导报;2005年
10 记者 王大军;纳米材料有助微观诊断[N];新华每日电讯;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978