氧化鐵納米復(fù)合物是將氧化鐵的物理化學(xué)性質(zhì)與其他納米材料的屬性有機統(tǒng)一起來的新型多功能材料,在電化學(xué)分析中得到廣泛應(yīng)用。據(jù)報導(dǎo),氧化鐵常與其他金屬或者金屬氧化物,碳材料等結(jié)合成納米復(fù)合物來修飾電極,大大改善了工作電極的電化學(xué)性能。本文提到的復(fù)合物同樣在改性電極方面起著重要作用。利用所制備的材料來修飾玻碳電極制備新型傳感器,并研究了這些傳感器對亞硝酸鹽檢測的電化學(xué)性能。具體工作如下:通過電化學(xué)沉積和水熱法制備了鈀/氧化鐵(Pd/Fe203)納米復(fù)合材料,并用于修飾玻碳電極(GCE)。采用能量色散X射線光譜儀(EDX)和透射電子顯微鏡(TEM)等表征手段來確定該復(fù)合物的形態(tài)與組成。與純的Fe2O3、PdNPs改性電極和裸電極相比,制備的Pd/Fe2O3復(fù)合物改性電極對亞硝酸鹽的催化氧化具有增強的電催化活性。研究討論了Pd納米粒子沉積量以及pH等參數(shù)對Pd/Fe203修飾電極的電化學(xué)性能的影響。在最佳條件下,Pd/Fe2O3修飾的GCE可用于檢測在10到1000μM的寬線性范圍內(nèi)的亞硝酸鹽濃度,檢測限為0.1 μM。Pd/Fe2O3修飾電極用于檢測亞硝酸鹽時對Cu2+,Na+,Cl-,PO43-,SO42-,Mg2+,K+,NO3-和NH4+離子具有強的抗干擾性。同時該Pd/Fe2O3修飾電極還具有良好的穩(wěn)定性。通過水熱共沉淀合成氧化鐵/多壁碳納米管(Fe2O3/MWCNTs)復(fù)合材料,并滴涂在GCE表面上,制備了一種新型的Fe2O3/MWCNTs/GCE修飾電極。用掃描電子顯微鏡(SEM)和高分辨率透射電鏡(HRTEM)等技術(shù)對該復(fù)合物進行表征,確定其形態(tài)與化學(xué)組成。循環(huán)伏安法(CV)結(jié)果顯示,在含1mM亞硝酸鹽的0.1M緩沖液中,與純的Fe203和MWCNTs改性的電極相比較,Fe2O3/MWCNTs復(fù)合物修飾的GCE具有優(yōu)異的電化學(xué)活性。差分脈沖伏安法(DPV)結(jié)果也顯示Fe2O3/MWCNTs修飾電極在pH 7.0的緩沖溶液中對亞硝酸鹽具有優(yōu)異的電催化性能。用計時電流法對該電極的檢測限進行了研究,結(jié)果顯示Fe2O3/MWCNTs/GCE電極可用于檢測10到1000μM寬線性范圍內(nèi)的亞硝酸鹽濃度,線性相關(guān)系數(shù)R為0.9988,檢測限為0.1 μM。通過在硝酸鎳水溶液中,用電化學(xué)沉積將NiO納米材料沉積到負載了氧化鐵的玻碳電極上,制備了一種新的化學(xué)傳感器NiO/Fe203/GCE。通過掃描透射電子顯微鏡(STEM)和能量色散X射線光譜儀(EDX)等來確定NiO/Fe2O3納米復(fù)合材料的形態(tài)與組成。使用計時電流(CA)和差分脈沖伏安法(DPV)等研究NiO/Fe2O3/GCE的電化學(xué)特性。與純的Fe203或NiO改性電極對比,NiO/Fe2O3復(fù)合物修飾GCE具有最佳的電化學(xué)性能。電流響應(yīng)結(jié)果表明,NiO/Fe2O3改性電極可用于檢測5-500μM寬線性范圍(R= 0.999)的亞硝酸鹽濃度,檢測限為0.05μM。此外,NiO/Fe2O3/GCE改性電極具有良好的選擇性和穩(wěn)定性,有望運用在實際生產(chǎn)中。通過電化學(xué)沉積將聚L-酪氨酸沉積在GCE表面上,制備了PLT/GCE傳感器。運用計時電流法(CA)和差分脈沖伏安法(DPV)研究PLT/GCE修飾電極對檢測亞硝酸根離子的電化學(xué)性能,聚L-酪氨酸修飾的GCE表現(xiàn)出增強的亞硝酸鹽陽極信號。對關(guān)鍵參數(shù)如溶液pH,沉積圈數(shù)和掃描速率等對改性電極檢測亞硝酸鹽的影響也進行了研究。在最佳條件下,化學(xué)修飾電極可以檢測濃度范圍為10到1000 μM的亞硝酸鹽,檢測限為0.08 uM,相關(guān)系數(shù)為0.999。使用PLT/GCE改性電極檢測亞硝酸鹽不受常見的離子如 Cu2+,Na+,Cl-,PO43-,SO42-,Mg2+,K+,NO3-和 NH4+的影響,具有強的抗干擾性,同時表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。PLT/GCE電極用于檢測自來水中的亞硝酸鹽,得到較好的效果,有望運用在實際生產(chǎn)中。
【學(xué)位單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O657.1
【部分圖文】：

０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ邋（ｐＨ邋７）邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ邋ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ邋１邋ｍＭ邋ｎｉｔｒｉｔｅ邋ａｔ邋ａ邋ｓｃａｎ邋ｒａｔｅ邋ｏｆ邋１２０邋ｍＶｓ－１．逡逑１．３．３實驗條件的優(yōu)化逡逑圖１－４顯示了邋Ｐｄ納米顆粒沉積量對亞硝酸鹽電流響應(yīng)的影響。逡逑１００邋１邐逡逑９０－邐邋—邐邐邐逡逑％逡逑－１０－逡逑０．０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐１．０邐１．２逡逑Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ／（Ｖ邋ｖｓ．邋Ａｇ／ＡｇＣＩ邋（ｓａｔ．邋ＫＣＩ））逡逑圖１－４不同數(shù)量的Ｐｄ沉積修飾電極Ｐｄ／Ｆｅ２0３／ＧＣＥ在０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ的ＩｍＭ亞硝酸鹽（ｐＨ值７）溶液中逡逑的循環(huán)伏安圖。掃描速度：１２０ｍＶｓ－、逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋ＣＶｓ邋ｏｆＰｄ／Ｆｅ２0３邋ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ＧＣＥ邋ｉｎ邋ａ邋０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ邋ｗｉｔｈ逡逑１邋ｍＭ邋ｎｉｔｒｉｔｅ邋（ｐＨ邋７）邋ａｔ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ａｍｏｕｎｔ邋ｏｆ邋Ｐｄ邋ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．邋Ｓｃａｎ邋ｒａｔｅ：邋１２０邋ｍＶｓ－１．逡逑１６逡逑

導(dǎo)致活性的表面積減少。因此，在實驗中我們選擇了邋３００秒作為沉積時間。逡逑掃描速率對亞硝酸鹽在Ｐｄ／Ｆｅ２0３復(fù)合物修飾電極上氧化行為的影響也進行了研逡逑究。圖１－５邋（ａ）顯示了在不同掃描速率（２０邋－邋３００邋ｍＶｓ－１）下，Ｐｄ／Ｆｅ２0３復(fù)合物修飾電逡逑極在０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ的ＩｍＭ亞硝酸鹽（ｐＨ值７）溶液中的循環(huán)伏安響應(yīng)�？梢园l(fā)現(xiàn)Ｎ（Ｖ逡逑催化反應(yīng)峰值電流隨著掃描速率的增加而增加，峰值電位也隨著掃速的增加緩慢地逡逑向正方向移動。如圖１－５邋（ｂ）所示，亞硝酸鹽的氧化峰電流值與掃描速率的平方根逡逑呈線性相關(guān)關(guān)系。線性回歸方程表示為丨ｐａ（ｍＡ）邋＝邋６．４０１＋２．５９９８９ｖ１／２，線性回歸系數(shù)逡逑Ｒ為０．９９５４。結(jié)果表明，亞硝酸鹽在Ｐｄ／Ｆｅ２Ｃｂ修飾電極上的催化氧化是擴散控制過逡逑程，這與之前報道的文獻一致［１（）５】。逡逑ｐＨ值對檢測亞硝酸鹽的影響也進行了研宄，其對氧化峰電流的影響如圖１－６所逡逑示。ｐＨ值在３．０－７．０之間峰值屯流隨ｐＨ值增加而增加。氧化峰電流在ｐＨ值�。罚板义蠒r數(shù)值較小是由于亞硝酸鹽在強酸性介質(zhì)中容易分解成一氧化氮和硝酸鹽如方逡逑程式（１）所示：逡逑２Ｈ＋＋３Ｎ0２＂邋２ＮＯ邋＋邋ＮＯ３－＋Ｈ２Ｏ邐（１）逡逑當ｐＨ值高于７．０時，峰值屯流隨ｐＨ值增加而降低。亞硝酸鹽的電催化l#化在逡逑ｐＨ值大于７．０時變得越來越閑難

ｕ０５／（ｍＶ／ｓ）０５逡逑圖１－５（３）在不同掃描速率（２０－３０0１１＾８＿１）下，？（１＾２０３納米復(fù)合材料改性電極在０．１＾＾逡逑ＰＢＳ的ＩｍＭ亞硝酸鹽（ｐＨ值７）溶液中的循環(huán)伏安響應(yīng)；（ｂ）峰值電流Ｉｐ與掃描速率的平方逡逑根ｖ１／２之間的關(guān)系。逡逑Ｆｉｇ．１．５邋（ａ）邋ＣＶｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｐｄ／Ｆｅ２0３邋ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ＧＣＥ邋ｉｎ邋ａ邋０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ邋ｗｉｔｈ邋１逡逑ｍＭ邋ｎｉｔｒｉｔｅ邋（ｐＨ邋７）邋ａｔ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｓｃａｎ邋ｒａｔｅｓ邋（２０－３００邋ｍＶｓ－１）；邋（ｂ）邋Ｔｈｅ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｈｅ逡逑ｐｅａｋ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋Ｉｐ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｓｑｕａｒｅ邋ｒｏｏｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｃａｎ邋ｒａｔｅ邋ｖ１／２．逡逑５４－｜邐逡逑５２－逡逑ｉ：，邐＼逡逑４２－邐＼逡逑４０－邐＼逡逑■逡逑３８邋ｉ邐＇邋ｉ邐■邋ｉ邐■邋ｉ邐１邋ｉ邐１邋ｉ邐＇邋ｉ逡逑３邐４邐５邐６邐７邐８邐９逡逑ｐＨ逡逑圖ｌ－６ｐＨ值對Ｐｄ／Ｆｅ２０；（修飾電極在０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ的ＩｍＭ亞硝酸鹽電流響應(yīng)的影響。逡逑Ｆｉｇ．邋１．６邋Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ邋ｏｆ邋ｐＨ邋ｏｎ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｒｅｓｐｏｎｓｅ邋ｏｆ邋Ｐｄ／Ｆｅ２0３邋ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ邋ｉｎ邋ＩｍＭ逡逑ｎｉｔｒｉｔｅ邋ｉｎ邋０．１邋Ｍ邋ＰＢＳ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ．逡逑１８逡逑

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