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纳米复合物修饰电极用于重金属和氢醌的检测

邓文芳  
【摘要】: 水体中有毒重金属离子和有机物对生物体造成极大的危害,其痕量分析颇具研究价值。阳极溶出伏安法(ASV),具有灵敏度高、分辨率好、仪器廉价、操作简便、能同时快速测定多种金属元素等优点,适于污染物的现场痕量分析。在电极表面修饰特殊的化学基团,能提高检测灵敏度和选择性。碳纳米管(CNTs)是一种较新的纳米材料,因其独特的结构、机械和电学性质,已广泛用于分析检测。合成新型纳米复合物用于环境检测颇具意义。本学位论文简要综述了重金属离子和酚类检测的近期发展及几种纳米复合物修饰电极在环境检测中的应用。主要研究工作如下: 1.采用2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二胺盐(ABTS)-多壁碳纳米管(MWCNTs)复合物/铋膜修饰的玻碳电极(GCE)阳极溶出伏安检测了痕量铅和镉。此电极比Bi/GCE和Bi/MWCNTS/GCE检测铅和镉更灵敏。检测Cd2+和Pb2+的线性范围分别为0.5-35μg L-1和0.2-50μg L-1,Cd2+和Pb2+的检测下限分别为0.2和0.1μgL-1。将该传感器用于同时检测实际水样中的Cd2+和Pb2+,结果满意。 2.以半胱胺和壳聚糖(CS)为原料合成了巯基功能化的壳聚糖(CS-SH)。压电石英晶体微天平(QCM)研究表明,CS-SH膜不仅具有很强的耐酸性,而且对Hg(Ⅱ)有非常强的吸附能力。CS-SH-MWCNTs纳米复合物修饰电极可用于方波伏安检测汞离子:即开路电位富集Hg(Ⅱ),再方波伏安检测Hg(Ⅱ)。检测Hg(Ⅱ)的线性范围为0.01-0.14μmolL-1最低检测限为0.003μmol L-1(S/N=3)。将该传感器用于检测实际水样中的Hg(Ⅱ),结果满意。 3.通过漆酶(Lac)催化聚合途径,合成了新型聚合物-Lac-MWCNTs复合物膜并将之用于生物传感。采用紫外光谱、循环伏安法、QCM和扫描电镜等手段,考察了Lac对多巴胺(DA)的催化氧化和聚合。将DA、Lac和MWCNTs混合溶液滴加在GCE上制备了聚多巴胺(PDA)-Lac-MWCNTs/GCE,该电极检测氢醌的灵敏度达643μAmM-1cm-2,检测限为20nmolL-1(S/N=3)。


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