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对烯丙基杯芳烃LB膜电流传感器的制备与电分析应用

董慧民  
【摘要】:“工欲善其事,必先利其器”。作为电化学领域最重要的工具,化学修饰电极可以增强选择性和灵敏度。在电极修饰方法中,LB膜法是对固体表面修饰最有效的分子有序组装体系之一。LB膜技术可以在分子水平上制造出按设计次序排列的单分子层或多单分子层的分子薄膜。本文以对烯丙基杯芳烃作为修饰材料,使用LB膜技术得到了电流传感器,主要包括作了如下几方面的工作: 1、研究不同的杯芳烃成膜条件 杯芳烃被称为继冠醚、环糊精以后的“第三代超分子”。杯芳烃由于具有独特的空穴结构,可与各种离子、中性分子形成包合物或者配合物,而且这些作用往往具有良好的选择性,呈现出良好的应用前景。使用不同的杯芳烃制作LB膜修饰电极,研究了不同空腔大小的和不同上缘取代基的杯芳烃LB膜成膜情况,发现对叔丁基杯芳烃和对烯丙基杯[4]芳烃都可以得到稳定的LB膜,杯环大小可以影响到成膜的平均分子占有面积。 2、研究了对烯丙基LB膜对水中的铊和镉同时测定 使用对烯丙基杯芳LB膜来对玻碳电极进行化学修饰,该电流传感器可对水中的铊和镉同时测定。对测定条件进行了优化,发现在0.1mol L~(-1) KH_2PO_3支持介质中,铊的线性范围5.0-250.0μg L~(-1),镉在10.0-300.0μg L~(-1),它们的检测限分别为1.0μg L~(-1)(约5.0×10~(-9)mol L~(-1))和2.2μg L~(-1)(约2.0×10~(-8)mol L~(-1))。并且常见的碱金属和碱土金属离子没有干扰,发现该修饰电极对铟没有响应,而铟测定这两种离子最容易出现的干扰。初步推断了测定机理,使用软硬酸碱理论解释了现象。 3、研究了对烯丙基LB膜对水中的汞的测定 对烯丙基杯[4]芳烃LB膜修饰电极对水中的汞富集和溶出测定。从-0.6到0.6V扫描在0.15V得到一个阳极溶出峰,发现其与玻碳电极相比有更好的响应。在0.1mol L~(-1) H_2SO_4+0.01mol L~(-1)HCl支持介质中,线性范围0.07-40.0μg L~(-1),检测限为0.04μg L~(-1)(约2.0×10~(-10)mol L~(-1))。这种灵敏好的、选择性高的、操作简便的电极为测定水中的汞离子提供了新的途径。使用多种手段判断出识别功能团是烯丙基,并发现功能团在外表面可以增强识别性能。


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