苯二酚異構(gòu)體的電化學(xué)檢測(cè)及芬頓氧化降解研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-14 05:31
本文研究了苯二酚異構(gòu)體同步檢測(cè)的電化學(xué)方法、苯二酚異構(gòu)體的芬頓氧化降解以及傳統(tǒng)芬頓氧化體系的優(yōu)化,并且對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)手段等進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,對(duì)反應(yīng)原理和降解機(jī)理進(jìn)行探究驗(yàn)證,主要內(nèi)容如下:1.三種苯二酚異構(gòu)體的電化學(xué)同步檢測(cè)以制備的不同修飾電極分別對(duì)苯二酚異構(gòu)體進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè),選出了性能最佳的還原氧化石墨烯(rGO)修飾電極,在優(yōu)化了各項(xiàng)檢測(cè)條件后,最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:電極修飾材料用量為0.01 mg,以乙酸-乙酸鈉緩沖液作為支持電解質(zhì),pH為5.5,富集時(shí)間300 s的條件下,rGO修飾電極可以對(duì)苯二酚異構(gòu)體進(jìn)行快速同步檢測(cè),并且單獨(dú)檢測(cè)三種苯二酚時(shí)檢出限可達(dá)10-77 mol/L,在一定濃度范圍內(nèi)苯二酚異構(gòu)體濃度與電化學(xué)信號(hào)呈明顯線性關(guān)系,并對(duì)模擬水樣檢測(cè)取得滿意結(jié)果。2.芬頓氧化法降解三種苯二酚異構(gòu)體采用傳統(tǒng)芬頓氧化法對(duì)苯二酚異構(gòu)體進(jìn)行了氧化降解實(shí)驗(yàn),并以所建立的電化學(xué)檢測(cè)方法對(duì)降解后苯二酚濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)驗(yàn)分別探究了各條件對(duì)苯二酚異構(gòu)體氧化降解的影響以及苯二酚異構(gòu)體的降解機(jī)理,最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:芬頓試劑Fe2+與H2<...
【文章來(lái)源】:渤海大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
苯二酚的三種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)
苯二酚異構(gòu)體的電化學(xué)檢測(cè)及芬頓氧化降解研究16對(duì)于HQ與CC在電極表面發(fā)生的反應(yīng),其過(guò)程如圖2-3。在電極表面,HQ與CC分別先轉(zhuǎn)化為中間活性物質(zhì),之后氧化為相對(duì)應(yīng)的苯醌,由于苯醌結(jié)構(gòu)只有鄰苯醌和對(duì)苯醌兩種結(jié)構(gòu),因?yàn)闆](méi)有間位的苯醌結(jié)構(gòu),這也合理的解釋了RS在工作電極上的氧化還原過(guò)程不可逆[84]。圖2-3HQ和CC在電極表面的反應(yīng)機(jī)理Figure2-3ReactionmechanismofHQandCContheelectrodesurface為了進(jìn)一步確認(rèn)修飾電極對(duì)苯二酚異構(gòu)體的電化學(xué)響應(yīng),用同樣電極和方法對(duì)濃度均為1.0×10-3mol/L的三種苯二酚異構(gòu)體混合溶液進(jìn)行DPV掃描,結(jié)果如圖2-4所示。明顯可以看出苯二酚的三種異構(gòu)體在電極上均有明顯響應(yīng)信1:rGO-GCE2:MWCNTs-GCE3:GR-GCE4:MWCNTs-GR-GCE5:GO-GCE6:GCE圖2-4不同電極對(duì)三種苯二酚異構(gòu)體的差分脈沖伏安曲線Figure2-4DPVcurvesofthreehydroquinoneisomersondifferentelectrodeHQ:CC:
渤海大學(xué)碩士學(xué)位論文17號(hào),其中RS的響應(yīng)最弱,HQ與CC響應(yīng)信號(hào)較為明顯,其中rGO-GCE的電流信號(hào)最為明顯,三者峰電流值與MWCNTs-GR-GCE測(cè)得峰電流值相比增大了8倍(HQ)、5.5倍(CC)和2.3倍(RS),其原因是由于rGO是通過(guò)GO電還原而修飾到電極表面的,與普通的滴涂修飾方法相比,電還原過(guò)程會(huì)使修飾材料與電極表面形成更緊密更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了電極穩(wěn)定性和電學(xué)性能。因此,最終選擇rGO-GCE作為三種苯二酚異構(gòu)體檢測(cè)的工作電極。用rGO-GCE分別對(duì)濃度為1.0×10-3mol/L的三種苯二酚異構(gòu)體進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)以及三者混合溶液的同時(shí)檢測(cè),結(jié)果如圖2-5。rGO-GCE對(duì)HQ、CC和RS分別獨(dú)立進(jìn)行檢測(cè)時(shí),HQ、CC和RS分別在170mV、240mV和620mV處有明顯峰信號(hào),且峰電流值分別為159.36μA(HQ)、215.17μA(CC)和76.80μA(RS),而三者混合溶液檢測(cè)結(jié)果顯示,HQ、CC和RS峰電位基本不變,峰電流分別為71.56μA(HQ)、68.09μA(CC)和32.48μA(RS),分別下降了55.34%(HQ)、68.37%(CC)和46.05%(RS),原因是由于工作電極表面有效工作面積一定,當(dāng)溶液中有多種組分同時(shí)存在時(shí),多種目標(biāo)物的同時(shí)檢測(cè)會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,因此各組分峰電流值會(huì)下降。關(guān)于三種待測(cè)物在電極表面的吸附脫附行為和競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)弱關(guān)系,會(huì)在后文中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。圖2-5rGO修飾電極對(duì)HQ、CC和RS及三者混合物的差分脈沖伏安曲線Figure2-5DPVcurvesofHQ,CC,RSandmixtureonrGOmodifiedelectrode
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多壁碳納米管QuEChERS結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定雞蛋中獸藥多殘留[J]. 莫迎,盤(pán)正華,蔣湘,梁飛燕,黃燕紅,劉華文. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水處理:基于高級(jí)氧化技術(shù)的解絡(luò)合機(jī)制[J]. 楊世迎,薛藝超,王滿倩. 化學(xué)進(jìn)展. 2019(08)
[3]碳納米管在鋰電池中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 程立靜. 河南化工. 2019(06)
[4]碳納米管材料在航天器上的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及展望[J]. 王惠芬,劉剛,曹康麗,楊碧琦,徐駿,蘭少飛,張麗新. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(S1)
[5]SnO2-Sb/碳納米管復(fù)合電極的制備及催化降解低濃度頭孢他啶[J]. 段平洲,黃鴿黎,胡翔. 環(huán)境化學(xué). 2019(05)
[6]異相芬頓反應(yīng)降解廢水中有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J]. 李沛東,高穎,吳榮礎(chǔ),高俊發(fā). 應(yīng)用化工. 2019(03)
[7]羥基自由基高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展綜述[J]. 潘繼生,鄧家云,張棋翔,閻秋生. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]改性活性炭纖維催化濕式氧化垃圾滲濾液[J]. 秦俠,焦點(diǎn),陳朋飛,周夢(mèng)楠. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[9]碳空心格子/碳納米管復(fù)合物修飾電極的制備及其用于鄰苯二酚和對(duì)苯二酚的同時(shí)檢測(cè)[J]. 凌麗靖,許靜萍,陳建華,鄧嚴(yán)華,彭乾,湯妙?yuàn)? 分析科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[10]HPLC法測(cè)定間苯二酚的有關(guān)物質(zhì)及含量[J]. 肖菁,劉楊,龍海燕. 中國(guó)藥師. 2018(11)
碩士論文
[1]電促鐵還原型芬頓氧化系統(tǒng)的構(gòu)建與降解染料廢水研究[D]. 張曉慶.青島科技大學(xué) 2019
[2]水中苯二酚與抗生素類有機(jī)污染物電化學(xué)檢測(cè)方法研究[D]. 賈祎.渤海大學(xué) 2019
本文編號(hào):3494051
【文章來(lái)源】:渤海大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
苯二酚的三種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)
苯二酚異構(gòu)體的電化學(xué)檢測(cè)及芬頓氧化降解研究16對(duì)于HQ與CC在電極表面發(fā)生的反應(yīng),其過(guò)程如圖2-3。在電極表面,HQ與CC分別先轉(zhuǎn)化為中間活性物質(zhì),之后氧化為相對(duì)應(yīng)的苯醌,由于苯醌結(jié)構(gòu)只有鄰苯醌和對(duì)苯醌兩種結(jié)構(gòu),因?yàn)闆](méi)有間位的苯醌結(jié)構(gòu),這也合理的解釋了RS在工作電極上的氧化還原過(guò)程不可逆[84]。圖2-3HQ和CC在電極表面的反應(yīng)機(jī)理Figure2-3ReactionmechanismofHQandCContheelectrodesurface為了進(jìn)一步確認(rèn)修飾電極對(duì)苯二酚異構(gòu)體的電化學(xué)響應(yīng),用同樣電極和方法對(duì)濃度均為1.0×10-3mol/L的三種苯二酚異構(gòu)體混合溶液進(jìn)行DPV掃描,結(jié)果如圖2-4所示。明顯可以看出苯二酚的三種異構(gòu)體在電極上均有明顯響應(yīng)信1:rGO-GCE2:MWCNTs-GCE3:GR-GCE4:MWCNTs-GR-GCE5:GO-GCE6:GCE圖2-4不同電極對(duì)三種苯二酚異構(gòu)體的差分脈沖伏安曲線Figure2-4DPVcurvesofthreehydroquinoneisomersondifferentelectrodeHQ:CC:
渤海大學(xué)碩士學(xué)位論文17號(hào),其中RS的響應(yīng)最弱,HQ與CC響應(yīng)信號(hào)較為明顯,其中rGO-GCE的電流信號(hào)最為明顯,三者峰電流值與MWCNTs-GR-GCE測(cè)得峰電流值相比增大了8倍(HQ)、5.5倍(CC)和2.3倍(RS),其原因是由于rGO是通過(guò)GO電還原而修飾到電極表面的,與普通的滴涂修飾方法相比,電還原過(guò)程會(huì)使修飾材料與電極表面形成更緊密更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了電極穩(wěn)定性和電學(xué)性能。因此,最終選擇rGO-GCE作為三種苯二酚異構(gòu)體檢測(cè)的工作電極。用rGO-GCE分別對(duì)濃度為1.0×10-3mol/L的三種苯二酚異構(gòu)體進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)以及三者混合溶液的同時(shí)檢測(cè),結(jié)果如圖2-5。rGO-GCE對(duì)HQ、CC和RS分別獨(dú)立進(jìn)行檢測(cè)時(shí),HQ、CC和RS分別在170mV、240mV和620mV處有明顯峰信號(hào),且峰電流值分別為159.36μA(HQ)、215.17μA(CC)和76.80μA(RS),而三者混合溶液檢測(cè)結(jié)果顯示,HQ、CC和RS峰電位基本不變,峰電流分別為71.56μA(HQ)、68.09μA(CC)和32.48μA(RS),分別下降了55.34%(HQ)、68.37%(CC)和46.05%(RS),原因是由于工作電極表面有效工作面積一定,當(dāng)溶液中有多種組分同時(shí)存在時(shí),多種目標(biāo)物的同時(shí)檢測(cè)會(huì)形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,因此各組分峰電流值會(huì)下降。關(guān)于三種待測(cè)物在電極表面的吸附脫附行為和競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)弱關(guān)系,會(huì)在后文中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。圖2-5rGO修飾電極對(duì)HQ、CC和RS及三者混合物的差分脈沖伏安曲線Figure2-5DPVcurvesofHQ,CC,RSandmixtureonrGOmodifiedelectrode
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多壁碳納米管QuEChERS結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定雞蛋中獸藥多殘留[J]. 莫迎,盤(pán)正華,蔣湘,梁飛燕,黃燕紅,劉華文. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2019(16)
[2]絡(luò)合態(tài)重金屬?gòu)U水處理:基于高級(jí)氧化技術(shù)的解絡(luò)合機(jī)制[J]. 楊世迎,薛藝超,王滿倩. 化學(xué)進(jìn)展. 2019(08)
[3]碳納米管在鋰電池中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 程立靜. 河南化工. 2019(06)
[4]碳納米管材料在航天器上的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及展望[J]. 王惠芬,劉剛,曹康麗,楊碧琦,徐駿,蘭少飛,張麗新. 材料導(dǎo)報(bào). 2019(S1)
[5]SnO2-Sb/碳納米管復(fù)合電極的制備及催化降解低濃度頭孢他啶[J]. 段平洲,黃鴿黎,胡翔. 環(huán)境化學(xué). 2019(05)
[6]異相芬頓反應(yīng)降解廢水中有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J]. 李沛東,高穎,吳榮礎(chǔ),高俊發(fā). 應(yīng)用化工. 2019(03)
[7]羥基自由基高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展綜述[J]. 潘繼生,鄧家云,張棋翔,閻秋生. 廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[8]改性活性炭纖維催化濕式氧化垃圾滲濾液[J]. 秦俠,焦點(diǎn),陳朋飛,周夢(mèng)楠. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[9]碳空心格子/碳納米管復(fù)合物修飾電極的制備及其用于鄰苯二酚和對(duì)苯二酚的同時(shí)檢測(cè)[J]. 凌麗靖,許靜萍,陳建華,鄧嚴(yán)華,彭乾,湯妙?yuàn)? 分析科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[10]HPLC法測(cè)定間苯二酚的有關(guān)物質(zhì)及含量[J]. 肖菁,劉楊,龍海燕. 中國(guó)藥師. 2018(11)
碩士論文
[1]電促鐵還原型芬頓氧化系統(tǒng)的構(gòu)建與降解染料廢水研究[D]. 張曉慶.青島科技大學(xué) 2019
[2]水中苯二酚與抗生素類有機(jī)污染物電化學(xué)檢測(cè)方法研究[D]. 賈祎.渤海大學(xué) 2019
本文編號(hào):3494051
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