隨著化工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,大量的有機污染物被排放到環(huán)境中,其中酚類污染物是其中一類典型的代表。這些酚類污染物大都有著高毒性與致癌性,同時在環(huán)境中也不容易自然降解。對酚類污染物的高效檢測對于生態(tài)環(huán)境保護以及保障人類的身體健康有著重要的現(xiàn)實意義。當(dāng)前對于酚類物質(zhì)的檢測手段還是以色譜、質(zhì)譜等傳統(tǒng)儀器分析方法為主。但這些方法都存在著成本高昂,操作復(fù)雜且無法實時實地檢測。無法適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測的需求。相比之下電化學(xué)方法展現(xiàn)出了更大的潛力。電化學(xué)傳感器通常針對不同的底物采用不同的復(fù)合材料制備化學(xué)修飾電極以提高傳感器對底物的選擇性,靈敏度等指標。基于碳基納米材料表現(xiàn)出的優(yōu)異電化學(xué)性質(zhì),本文通過構(gòu)建兩種不同的基于碳基納米復(fù)合材料的修飾電極用于不同酚類的電化學(xué)檢測。主要內(nèi)容如下:（1）基于N摻雜碳量子點@碳納米管的雙酚A電化學(xué)傳感器的制備本部分以檸檬酸為碳源水熱合成了N摻雜的碳量子點,同時利用PDDA處理酸化CNTs讓兩者通過靜電自組裝的方式制備出N-CQDs@CNTs。將其修飾與玻碳電極表面構(gòu)建對雙酚A進行檢測的電化學(xué)傳感器。通過透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和X-射線粉末衍射（XRD... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電化學(xué)傳感器原理圖

第一章緒論2不盡相同。輔助電極又稱對電極，實驗室一般采用化學(xué)惰性較強的鉑絲，對電極是一個完整的回路的重要組成部分，其在反應(yīng)中所起的作用與具體的反應(yīng)有關(guān)，不同的反應(yīng)有不同的作用。理論上，對電極與工作電極就已經(jīng)構(gòu)成一個完整的電學(xué)回路。但是實際使用時，一般還需要一個參比電極來標定一個穩(wěn)定的標準電位以獲得穩(wěn)定的信號數(shù)據(jù)。常見的參比電極一般有Ag/AgCl電極和飽和甘汞電極[2]。圖1-2三電極體系示意圖1.1.2電化學(xué)測試方法在各種電化學(xué)分析方法中最常見的有：(1)循環(huán)伏安法(CV)循環(huán)伏安法是目前最經(jīng)常使用到的電化學(xué)測試方法。這種方法主要通過控制電極電勢以不同的速率，在一定的電勢范圍內(nèi)進行一圈或多圈的反復(fù)掃描，以電流-電勢曲線的形式記錄下在該電勢范圍內(nèi)所交替發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。因此可以從中觀察到在該電勢范圍內(nèi)可發(fā)生哪些反應(yīng)初步判斷其性質(zhì)。除此之外，該曲線還能用于測量電極反應(yīng)參數(shù)，通過改變不同的掃描條件還能判斷其控制步驟與反應(yīng)機理。Mazzotta的團隊[3]報道了一種修飾電極的制備：3,4-乙撐二氧噻吩在高氯酸四丁基銨的乙腈溶液中進行電聚合，在GCE表面修飾上一層聚3,4-乙撐二氧噻吩薄膜并將其用于雙酚A的檢測。在定量檢測中使用的是CV法并獲得了良好的測試結(jié)果，其檢測限為22μM，線性范圍為40–410μM。(2)差分脈沖伏安法(DPV)DPV法是一種將電勢階躍技術(shù)和線性電勢技術(shù)相融合的一類電勢控制信號方法。通過加入一段脈沖電壓后，電極表面產(chǎn)生相應(yīng)的充電電流并快速衰減為零，同時加入的電壓使得電極電位足夠引起底物發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生法拉第電流，雖然產(chǎn)生的電流也會衰減但是其速度遠小于充電電流的衰減速度。因此施加脈沖電壓后測得的電流中基本上只含有法拉第電流。因此差分脈沖伏安法具有較低的

第一章緒論3El-Ads等[4]合成了Sr2PdO3/CNTs納米復(fù)合材料將其制備成修飾電極，并應(yīng)用于多巴酚丁胺的測定。在定量檢測中使用了DPV法，數(shù)據(jù)表明其檢測限低至0.012nM，定量限為0.04nM，線性范圍0.03-50μM。圖1-4為該傳感器的工作原理圖。圖1-3復(fù)合電極組成及對多巴酚丁胺的檢測原理[4](3)計時電流法(I-t)I-t法是通過向工作電極施加個大的電位階躍，然后記錄下電極電流隨時間的變化關(guān)系的一種電化學(xué)測試方法。相比于CV法I-t法具有更高的電流峰值以及更高的靈敏度。在測試的過程中能連續(xù)的在電解液中加入底物或其他物質(zhì)，因此計時電流法除在對底物的定量測試上使用外還能用于抗干擾性測試以及實際樣品測試。如Sivakumar等[5]就使用碳包覆的LaCoO3納米復(fù)合材料用于水楊酸的電化學(xué)檢測。文章使用了計時電流法對水楊酸進行定量檢測，以及對抗壞血酸、尿酸等物質(zhì)存在時的抗干擾測試。其線性范圍為0.0005-2.44mM,檢出限0.05μM。圖1-4為該法在定量檢測和抗干擾測試中獲得的I-t曲線。Dong的團隊[6]采用簡單的水熱法在三維石墨烯泡沫上原位合成了Co3O4納米線。使用I-t法測試了該材料在抗壞血酸和尿酸等干擾物質(zhì)的存在下對葡萄糖的響應(yīng)以及對于實際樣品的測試。結(jié)果表明該材料能在干擾物質(zhì)的存在下表現(xiàn)出對葡萄糖的特異性響應(yīng)，并且對于實際血清樣品中的葡萄糖進行了定量檢測。


本文編號：3228304