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柱撑粘土修饰电极的制备以及应用研究

陈宝虹  
【摘要】:柱撑粘土矿物材料是一种新型分子水平的复合多孔材料,这种材料具有如较高的表面活性、较大的比表面积、特殊的微孔结构等特殊的稳定物理化学性质。因此,柱撑粘土在环境污染治理方面被广泛运用,而且粘土修饰电极特别是以柱撑粘土为基底的修饰电极在环境污染物和生物活性检测中也具有的重要的意义。然而这种新型多孔材料的电化学及其催化性能仍有待去研究开发与应用。 本论文对柱撑粘土的制备、结构、性质作了介绍,并对柱撑粘土修饰电极的研究进展作了比较详细的评述。以无机铁聚合羟基化合物为无机柱撑剂,表面活性剂为有机柱撑剂合成无机有机柱撑粘土,并研究了这种复合柱撑粘土的制备方法、电化学性质、吸附性能等,考察了不同柱撑粘土修饰电极对汞离子及酚类物质的电化学响应。主要通过对方法技术进行改良处理,这对进一步开发利用柱撑粘土这种新型材料有指导意义。主要研究内容和结果如下: 1、对蒙脱石粘土先后进行无机铁柱撑和表面活性剂有机柱撑,得到复合无机有机柱撑蒙脱石材料。运用现代仪器表征复合粘土材料的表观特征、比表面积、层间距、官能团等,并与粘土原矿各种性能比较,并以[Fe(CN)_6]~(3-)为探针考察了柱撑粘土修饰电极的表面电化学行为特征,用电化学交流阻抗法分析研究电极动力学过程及其界面现象。 2、制备无机有机柱撑粘土修饰玻碳电极,用于检测水中的二价汞离子。利用柱撑粘土具有高比表面积和多种复合结合位点的特性吸附大量的汞离子,柱撑粘土修饰电极对汞离子的检测有较高的灵敏度。螯合剂的加入大大提高其电化学响应信号,实验参数的优化同样也提高检测的灵敏度和选择性。 3、利用表面活性剂-铁柱撑粘土修饰电极,以及不同碳链长度的表面活性剂柱撑粘土修饰电极检测水中的对硝基苯酚等酚类物质。实验结果显示在开路条件下经过一段时间的富集使对硝基苯酚的检测信号稳定,长链的表面活性剂柱撑粘土在检测对硝基苯酚中具有更高的灵敏度和更低的检出限。


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