本文關鍵詞：功能化碳微球修飾材料對重金屬離子的檢測性能研究

  更多相關文章： 功能化碳微球 無機重金屬離子汞 選擇性 靈敏性 電化學檢測

【摘要】：隨著社會主義現(xiàn)代化的快速發(fā)展,不僅在經(jīng)濟方面帶來了快速的飛騰,而且在其他方面也帶來了一系列的問題,比如環(huán)境問題,尤其是重金屬離子的污染問題特別突出。眾所周知,水資源是地球上的基礎資源,它對于整體人類社會的文明發(fā)展有著非常重要的作用。而重金屬是一種劇毒物質,其本身擁有自身難降解為無毒無害的物質的特性,隨著食物鏈的不斷富集,對人類的身心健康、生物圈的植物和動物等方面均構成巨大威脅。因此,尋找一種簡單、快速、高效的分析重金屬離子的手段就顯得特別重要。到目前為止,非常多的分析方法已經(jīng)應用到檢測水環(huán)境中的無機重金屬離子。其中,電化學分析手段因為其實驗操作簡單、成本低廉、檢測速度快、靈敏度高和選擇性好、檢測限低的優(yōu)點而被很多人采用。但是,多數(shù)納米材料均是以貴金屬、合成方法復雜而制備得到的,基于提倡節(jié)約環(huán)保的原則,尋找一種低成本、合成方法簡單并且對水環(huán)境中的無機重金屬離子具有較好的響應的材料便成為一種趨勢。碳材料由于其獨特的特性和結構,在全球范圍內已經(jīng)引發(fā)了廣泛的關注,并將其應用到了很多領域。常見的納米碳材料有：碳納米管,石墨烯,碳微球等。碳微球(CMSs)因為其低成本、良好的導電性和易合成等特點,廣泛應用于很多領域。氨基功能化碳微球的表面存在氨基基團,對重金屬離子具有良好的親和性,所以在吸附重金屬離子時增加了其本身的吸附能力。根據(jù)上面的問題,本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：第一,成功地合成了大小均一的氨基功能化碳微球(NH2-CMS),并將其作為組裝電極的材料。在最優(yōu)的實驗條件下,采用方波陽極溶出伏安法單獨、同時檢測了四種無機重金屬離子包含無機重金屬離子鉻、無機重金屬離子鉛、無機重金屬離子銅、無機重金屬離子汞,均表現(xiàn)出卓越的靈敏性和選擇性。之后,將裸玻碳、碳微球組裝電極、氨基化碳微球組裝電極分別對無機汞離子電化學檢測的靈敏度和檢測限作比較,結果發(fā)現(xiàn)氨基化碳微球組裝電極對無機重金屬離子汞的電化學響應最好。然后我們展開了在實際水樣中對無機汞離子的電化學分析,同樣具有很好的響應,且回收率達到標準。最后,從吸附實驗出發(fā),給出了氨基化碳微球組裝電極對四種無機重金屬離子電化學檢測響應的理論基礎。第二,在氨基功能化碳微球的基礎上,通過簡單的方法合成了金納米顆粒-碳微球,并且采用方波陽極溶出伏安法研究了金納米顆粒-碳微球組裝電極對無機重金屬離子汞的電化學分析。根據(jù)電化學測試結果分析,其靈敏度和檢測限均有提高,說明金納米顆粒在催化氧化方面具有更高的電化學活性。最后,我們對金納米顆粒-碳微球組裝電極的穩(wěn)定性進行了測試,得到的結果是峰電流的相對標準偏差(RSD)很低,說明金納米顆粒-碳微球的穩(wěn)定性很好,可以重復利用。
【關鍵詞】：功能化碳微球 無機重金屬離子汞 選擇性 靈敏性 電化學檢測
【學位授予單位】：安徽工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-15
• 第1章 緒論15-26
• 1.1 引言15
• 1.2 重金屬離子的檢測方法15-18
• 1.2.1 紫外-可分光光度法(UV)16
• 1.2.2 原子吸收光譜法(AAS)16
• 1.2.3 原子熒光法(AFS)16-17
• 1.2.4 電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)17
• 1.2.5 電化學分析-方波陽極溶出伏安法17-18
• 1.3 碳基材料分類及其性能18-23
• 1.3.1 碳納米管19-20
• 1.3.2 石墨烯20-22
• 1.3.3 碳微球22-23
• 1.4 本論文的選題思路、研究內容和創(chuàng)新性23-26
• 1.4.1 本論文的選題思路23-24
• 1.4.2 本論文的主要研究內容24
• 1.4.3 本論文的創(chuàng)新性24-26
• 第2章 氨基功能化碳微球對四種重金屬離子的檢測性能探究26-46
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實驗部分27-29
• 2.2.1 化學試劑及規(guī)格27
• 2.2.2 實驗儀器和設備27
• 2.2.3 氨基功能化碳微球(NH_2-CMS)的合成27-28
• 2.2.4 NH_2-CMS組裝電極的制備28
• 2.2.5 NH_2-CMS組裝的玻碳電極電化學檢測無機重金屬離子28-29
• 2.2.6 NH_2-CMS對無機重金屬離子的吸附實驗29
• 2.3 結果與討論29-44
• 2.3.1 NH_2-CMS形貌和物相表征29-31
• 2.3.2 電化學表征NH_2-CMS31-33
• 2.3.3 電化學實驗條件的優(yōu)化33-35
• 2.3.4 采用NH_2-CMS組裝電極電化學檢測四種無機重金屬離子35-40
• 2.3.5 NH_2-CMS的穩(wěn)定性實驗40-41
• 2.3.6 實際水樣分析41-42
• 2.3.7 基于吸附實驗對NH_2-CMS性能的合理解釋42-44
• 2.4 本章小結44-46
• 第3章 金納米顆粒-碳微球對汞離子電化學檢測性能研究46-56
• 3.1 引言46-47
• 3.2 實驗部分47-48
• 3.2.1 化學試劑及規(guī)格47
• 3.2.2 實驗儀器和設備47
• 3.2.3 制備碳微球47
• 3.2.4 制備氨基化碳微球47-48
• 3.2.5 制備金納米顆粒-碳微球48
• 3.2.6 制備金納米顆粒-碳微球組裝電極48
• 3.3 結果與討論48-54
• 3.3.1 金納米顆粒-碳微球的物相表征48-49
• 3.3.2 采用金納米顆粒-碳微球組裝電極電化學檢測無機重金屬離子汞49-50
• 3.3.3 電化學實驗條件的優(yōu)化50-52
• 3.3.4 金納米顆粒-碳微球組裝電極對汞離子的電化學響應52-53
• 3.3.5 金納米顆粒-碳微球的穩(wěn)定性實驗53-54
• 3.4 本章小結54-56
• 第4章 總結與展望56-58
• 4.1 本論文總結56-57
• 4.2 展望57-58
• 參考文獻58-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文65-66
• 致謝66-67

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