【摘要】：當(dāng)前,以碳納米管復(fù)合材料作為功能材料來構(gòu)建新型電化學(xué)傳感器仍是分析傳感領(lǐng)域的熱門的研究課題,這對于大幅改善檢測方法的選擇性、靈敏度等分析性能具有極其重要的意義。本文通過滴涂法和自組裝法等方法分別制備了五種基于碳納米管復(fù)合材料的新型電化學(xué)傳感器,利用多種現(xiàn)代分析技術(shù)對電極修飾材料進(jìn)行了形貌與成分表征,探討了掃速、pH等條件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,評價了傳感器的靈敏度、選擇性等分析性能,并將所制備的電化學(xué)傳感器應(yīng)用于食品藥品中某些特定組分的檢測。本文開展的具體創(chuàng)新研究工作主要包括以下五個部分:1、基于多壁碳納米管/納米二氧化鈦/3-氯-2-羥丙基二甲基脫氫樅基氯化銨的電化學(xué)傳感器測定食品中的汞采用滴涂法構(gòu)建了一種基于多壁碳納米管、納米二氧化鈦和一種新型陽離子表面活性劑3-氯-2-羥丙基二甲基脫氫樅基氯化銨的復(fù)合材料(TiO2/MWCNTs/DHAHPTMA)的電化學(xué)傳感器,并將其應(yīng)用于食品中汞的電化學(xué)測定。利用循環(huán)伏安法研究了汞在TiO2/MWCNTs/DHAHPTMA修飾電極上的電化學(xué)行為,討論了掃描速率、pH等因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,并研究了電子轉(zhuǎn)移過程機(jī)制。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,利用線性掃描陽極溶出伏安法研究了該傳感器對汞的分析性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,線性掃描溶出峰電流與Hg的濃度在0.1～100 μmol L-1范圍內(nèi)成良好的線性關(guān)系,方法的靈敏度為3.7014 A/mol L-1,檢測限為0.025 μmol L-1(信噪比為3)。在常見金屬離子的共存時,該傳感器對汞的測定表現(xiàn)出高選擇性。最終,將其成功地應(yīng)用于食品試樣中Hg的測定。2、基于多壁碳納米管/殼聚糖銅配合物的電化學(xué)傳感器測定撲熱息痛采用自組裝技術(shù)構(gòu)建了一種基于多壁碳納米管和殼聚糖銅配合物(MWCNTs/CTS-Cu)修飾玻碳電極的新型電化學(xué)傳感器,并將其應(yīng)用于藥片和人血清中撲熱息痛的測定。利用循環(huán)伏安法研究了撲熱息痛在MWCNTs/CTS-Cu修飾電極上的電化學(xué)行為,討論了掃描速率、pH等因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,并研究了電子轉(zhuǎn)移過程機(jī)制。MWCNTs/CTS-Cu修飾電極能促進(jìn)撲熱息痛與修飾電極之間的電子轉(zhuǎn)移,對撲熱息痛的氧化表現(xiàn)出良好的電催化活性。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,DPV峰電流與撲熱息痛的濃度在0.1～200 μtmol L-1范圍內(nèi),成良好的線性關(guān)系,該方法的靈敏度為0.603 A/mol L-1,檢出限為0.024 μmol L-1(信噪比為3)。當(dāng)抗壞血酸和尿酸存在時,該傳感器對撲熱息痛表現(xiàn)出高選擇性。最終,將其成功地應(yīng)用于藥物制劑和生物樣品中撲熱息痛的測定。3、基于多壁碳納米管/殼聚糖鈷配合物的電化學(xué)傳感器測定果蔬中的鄰苯基苯酚針對水果和蔬菜中的鄰苯基苯酚,提出了一種簡單、靈敏度高、選擇性佳的檢測方法。該方法基于一種由碳納米管和殼聚糖鈷配合物(MWCNTs/CTS-Co)通過自組裝技術(shù)構(gòu)建的電化學(xué)傳感器。利用循環(huán)伏安法研究了鄰苯基苯酚在MWCNTs/CTS-Co修飾電極上的電化學(xué)行為,討論了掃描速度、pH等因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,并研究了電子轉(zhuǎn)移過程機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該MWCNTs/CTS-Co修飾電極能顯著提高對鄰苯基苯酚電催化氧化活性。利用該電催化氧化行為,采用微分脈沖伏安法對鄰苯基苯酚含量進(jìn)行了定量分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在0.1～100 μmol L-1濃度范圍內(nèi),該傳感器對鄰苯基苯酚表現(xiàn)出線性響應(yīng),檢測限為0.024 μmol L-1(信噪比為3)。同時,該傳感器還表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)。最終,將其成功地應(yīng)用于果蔬樣品中鄰苯基苯酚的高效測定。4、基于多壁碳納米管/殼聚糖鎳配合物的電化學(xué)傳感器測定甲硝唑采用自組裝技術(shù)構(gòu)建了一種基于碳納米管和殼聚糖鎳配合物(MWCNTs/CTS-Ni)修飾玻碳電極的電化學(xué)傳感器,并將其用于甲硝唑的靈敏檢測。利用循環(huán)伏安法研究了甲硝唑在MWCNTs/CTS-Ni修飾電極上的電化學(xué)行為,討論了掃描速率、pH等因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,并研究了電子轉(zhuǎn)移過程機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該MWCNTs/CTS-Ni修飾電極對甲硝唑表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性。在0.1～150 μmol L-1濃度范圍內(nèi),該傳感器對甲硝唑具有線性響應(yīng),檢測限為0.025 μmol L1(信噪比為3)。同時,該傳感器還對甲硝唑的測定表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性等特性。最終,將其成功地應(yīng)用于藥物和生物試樣中甲硝唑的靈敏檢測。5、基于多壁碳納米管/羧甲基殼聚糖-銅配合物的電化學(xué)傳感器測定醫(yī)用消毒劑中的過氧化氫通過滴涂法將多壁碳納米管/羧甲基殼聚糖-銅配合物膜(CMC-Cu/MWCNTs)修飾至玻碳電極表面,制備了一種無酶過氧化氫傳感器。通過循環(huán)伏安法(CV)研究了掃描速率、pH等實(shí)驗(yàn)條件對響應(yīng)電流的影響,并研究了電子轉(zhuǎn)移過程機(jī)制。由于CMC-Cu與和MWCNTs管具有優(yōu)異的導(dǎo)電和電催化性能,該傳感器對過氧化氫的還原展現(xiàn)出優(yōu)良的電催化作用。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,采用微分脈沖伏安法測定了過氧化氫的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)過氧化氫濃度在0.01～16 mmol L-1范圍內(nèi),該傳感器對甲硝唑具有線性響應(yīng)。該傳感器的檢出限為2.5μmol L-1(信噪比為3),靈敏度為6.496μA mmol-1 L。該傳感器對醫(yī)用消毒劑中過氧化氫的檢測還表現(xiàn)出良好的分析性能。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.1;TS207.3;TQ460.72
【圖文】：

１．１電化學(xué)傳感器研究進(jìn)展逡逑１．１．１電化學(xué)傳感器的檢測原理與構(gòu)成逡逑電化學(xué)傳感器的檢測原理如圖１－１所示，將被測物質(zhì)加入到電化學(xué)反應(yīng)池中，通過電逡逑化學(xué)器件將被測物質(zhì)在電極上發(fā)生的物理、化學(xué)變化轉(zhuǎn)換成可檢測并輸出的電信號，利用逡逑電信號的變化與被測物質(zhì)含量之間的某種關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對被測物質(zhì)組成及含量的測定［３］。逡逑化學(xué)物質(zhì)邐１１（１化學(xué)器件逡逑被測ｂ邋物理邐熱＼邋—％熱敏兒件，丨，戶，，．逡逑物質(zhì)一＾邋！｜彳ｔ’ｆ邋ｉ產(chǎn)生光１邐＾光？元件逡逑臘變化丨邋聲Ｉ邐聲敏兒＃逡逑圖Ｍ電化學(xué)傳感器的檢測原理逡逑Ｆ：ｉｇ．邋１－１邋Ｔｈｅ邋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｓｅｎｓｏｒｓ逡逑電化學(xué)傳感器－－般由工作電極（ＷＥ）和參比電極（ＲＥ）所構(gòu)成，兩個電極之間通過逡逑薄電解層隔開，其基本構(gòu)成如圖１－２所示。使用三電極體系時，則需要再X椉櫻齠緣緙義希ǎ茫牛Ｎ爍納頻緇Т釁韉姆治魴閱�，通常繅劰用各种功能材料对基底稻~謝義涎奘�，肿V鞲髦只奘渦痛械緙懟ｅ義

本文編號：2718668