重金屬雖然是天然存在的元素,但其通過天然和人為活動,直接或通過食物鏈積累在生物體中。在體內(nèi),金屬離子可以轉(zhuǎn)化為更有毒的形式,引起人體的各種紊亂和損傷。因此,非常有必要對水環(huán)境和食品中的重金屬含量進行檢測。與傳統(tǒng)重金屬檢測方法相比,電化學方法因具有環(huán)境友好、操作簡便、效率高等優(yōu)點受到廣泛關注。對于電化學檢測重金屬而言,高性能的電極修飾材料對于提高傳感器檢測的靈敏度起著至關重要的作用。因此本文圍繞石墨烯基金屬化合物化學修飾電極檢測重金屬離子。具體工作如下:（1）以抗壞血酸還原的還原氧化石墨烯（rGO）來增大體系的導電性,以納米花狀的MoS₂來提供較大體系反應比表面積以及一定的重金屬反應活性位點,以殼聚糖（CS）來提高重金屬富集能力以及增加體系電催化活性,建立了一種在重現(xiàn)性、穩(wěn)定性及抗干擾能力等方面具有優(yōu)良的電化學傳感器（rGO/MoS₂/CS）。采用方波陽極溶出伏安法（SWASV）對Pb（Ⅱ）的溶出行為及傳感器的應用條件進行探究,最終得出該傳感器在0.005～0.05～2.0μM的范圍內(nèi)具有良好響應效果,其最低檢出限（LOD）為1.67 nM。最... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

重金屬在各介質(zhì)中的傳輸方式[2]

青島科技大學研究生學位論文15圖2-2A)碳納米材料和B)碳材料修飾電極的方法[82]Fig.2-2A)carbonmaterialsandB)Methodsofmodifyingelectrodeswithacarbonnanomaterials[82]1.4.2.1碳納米管碳納米管，自其成立（1991年）以來，已經(jīng)獲得了相當大的關注。碳納米管具有優(yōu)異的機械強度、大的比表面積、高的熱導率、高的電催化活性和高的電子轉(zhuǎn)移速率等獨特的優(yōu)點。由于這些特性，碳納米管被認為是檢測無機和有機污染物的潛在應用材料[84-85]。有很好的文獻表明，碳納米管的功能化在重金屬檢測中具有較高的靈敏度和選擇性。一般來說，極性功能（如羧酸(-COOH)、羰基(-C=O)和羥基(-OH)）較少的碳納米管，在性質(zhì)上是疏水的，不溶于水。因此，未經(jīng)修飾的碳納米管缺乏在水溶液中螯合金屬離子的能力，因此不被認為是良好電極修飾劑。盡管石墨烯和CNTs有各自的優(yōu)點，但從它們作為電極材料的組合中得到的雜化納米復合材料的性能要好得多[86]。Huang等人報道了一種簡單的合成三維石墨烯和多壁碳納米管納米復合材料（3DG-MWCNTs）的方法[87]，然后利用該納米復合材料制備了用于Pb(II)和Cd(II)離子檢測的傳感器。納米復合材料的合成是由三維GO-MWCNTs的電化學還原引起的，后者依次由二維GO納米片和一維MWCNTs產(chǎn)生。3DG-MWCNTs納米復合材料具有良好的導電性，能夠同時以高靈敏度跟蹤Pb(II)和Cd(II)，其LOD分別為0.1和0.2mg·L-1。此外，GO的親水功能的存在使3DG-MWCNTs具有很高的水溶性，反

青島科技大學研究生學位論文23合材料具有很高的吸附能力，可作為重金屬離子特別是痕量金屬離子的顯著吸附材料[135]。由于還原氧化石墨烯會發(fā)生沉積與重疊現(xiàn)象，各種材料（如多功能生物分子，天然生物聚合物，金屬氧化物和生物酶）已被用作石墨烯的改性劑[136-139]。殼聚糖（CS）等含氮、氧的天然多糖為碳納米結(jié)構(gòu)提供了親水表面，可與生物活性分子共價、吸附或離子連接，用于對靶金屬離子的更好的感知。同時，在電極表面涂覆粘合劑、生物相容性、高電導率、優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和成膜能力是CS的主要優(yōu)點[140-141]。二硫化鉬（MoS2）天然賦存于輝鉬礦中，具有固有的富硫表面。此外，它的高比表面積，優(yōu)良的電子電導率，良好的化學和電化學穩(wěn)定性，也使它成為理想的電極修飾材料，也有少量報道將其有利于重金屬離子的吸附[142-143]。本工作通過以還原氧化石墨烯(rGO)為碳基材料復合MoS2與CS制備了一種高靈敏度、高選擇性、高穩(wěn)定性的電極修飾材料。最初以抗壞血酸為還原劑還原GO，此過程溫和、簡單、綠色，是一種有效的還原方法；在復合以水熱法制成的MoS2和水分散的CS，整個過程簡單有效，通過對煙葉進行實際樣品檢測證明該方案是一種切實有效的檢測重金屬的方法。其基本實驗過程如圖2-1所示。圖2-1rGO/MoS2/CS材料的制備及檢測Pb(II)的流程圖Fig.2-1FlowchartofthepreparationofrGO/MoS2/CSandtheelectrochemicaldetectionofPb(II).2.2實驗部分


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