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杯芳烃等功能材料电化学传感器的研究及应用

金根娣  
【摘要】:电化学传感器具有灵敏度高、选择性好、成本低、易微型化、样品消耗少等优点,广泛应用于在线检测。杯芳烃、纳米碳管等各种功能性材料的产生和发展促进了电化学传感器向着更灵敏、准确、快速、无标记、微型化的方向发展。因此杯芳烃、纳米碳管等功能材料修饰电化学传感器的研制具有重要的意义。 本论文研究了用杯芳烃、纳米碳管、聚苯胺/钴-氧化钴、锑膜、甲氧苄啶和三聚氰胺等功能材料修饰玻碳电极和碳纤维微电极,制备新型电化学传感器的方法,并对新型电化学传感器的应用进行了探讨。 研究了用杯芳烃功能分子修饰玻碳电极和碳纤维微电极制备电化学传感器的方法,制得了对H2O2和葡萄糖有电位响应的电化学传感器。采用AFM、EIS对修饰电化学传感器的性能进行了表征,通过对杯芳烃化学结构的分析,探讨了该传感器对H2O2和葡萄糖的电位响应机理;将该电化学传感器用于H2O2和葡萄糖的测定,并对测定的各种条件进行了优化。该电化学传感器的制作过程简单,具有较好的稳定性和重现性。其中杯芳烃修饰碳纤维电化学传感器的性能及其应用研究,对用于电化学方法进行测定的修饰纳米电极的制备和性能研究具有重要的意义。 探讨了在玻碳电极和碳纤维电极表面修饰聚苯胺/钴-氧化钴膜、锑-氧化锑膜制备pH传感器的方法和条件,讨论了传感器对pH的电位响应范围、响应原理及其特点。所制得的传感器具有响应pH线性范围宽,能克服玻璃电极的所产生的酸差等优点,可用于特殊环境中溶液pH的测定。 通过电化学方法将含有—NH2的有机分子,如三聚氰胺、甲氧苄啶等修饰到玻碳电极表面,制得对H2O2具有催化作用的电流型电化学传感器。对传感器的的性能和应用进行了研究。由于H2O2是工业生产、临床医学和环境科学等方面的重要物质,许多氧化还原酶催化反应的产物是H2O2,通过测定H2O2的浓度可以间接测定酶催化的底物的浓度,因此,研究H2O2测定的高灵敏度的方法具有重要意义。 三聚氰胺分子中含有三个氨基,在一定电位范围可进行电化学氧化,研究了三聚氰胺的电化学性质,建立了检测牛奶及其制品中三聚氰胺含量的电化学测定方法。该测定方法具有样品预处理过程简单,方法简便,测定速度快,成本低,不需要复杂的仪器设备等特点。利用吡虫啉在纳米碳管/普鲁士蓝修饰玻碳电极的电化学响应性质,建立了检测吡虫啉的电化学方法。三聚氰胺和吡虫啉农药的电化学检测方法的研究,对食品质量的监控和食品安全具有重要的意义。


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