發(fā)布時(shí)間：2017-05-21 13:05

  本文關(guān)鍵詞：基于石墨烯—金的雙酚A電化學(xué)傳感器檢測(cè)方法的建立與評(píng)價(jià)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙酚A(bisphenol A, BPA)作為一種廣泛使用的化工原料,是生產(chǎn)礦泉水瓶、食品包裝袋、醫(yī)療器械等塑料制品必不可少的成分。BPA具有生物毒性,結(jié)構(gòu)與雌激素相類似,其毒性可致性器官早熟、引發(fā)前列腺癌和致畸變等。BPA不穩(wěn)定,在使用和生產(chǎn)過(guò)程中容易滲出,因此對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境造成極大的威脅。據(jù)相關(guān)報(bào)道,BPA已經(jīng)成為土壤和水體中重要的有機(jī)污染物之一。所以檢測(cè)其在土壤和水體中的含量,對(duì)人類健康和環(huán)境污染問(wèn)題具有實(shí)際意義。電化學(xué)分析方法具有簡(jiǎn)便、快捷、靈敏、低成本、綠色、可微型化等特點(diǎn),已被廣泛的應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)控、食品安全、藥物分析等領(lǐng)域。分子印跡(MIPs)作為仿生材料,與一般的生物識(shí)別體系相比,具有耐熱、耐酸堿、性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn),也在檢測(cè)分離領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。本論文以功能性納米材料增敏效應(yīng)在電化學(xué)領(lǐng)域環(huán)境污染物檢測(cè)方向的應(yīng)用為背景。選用對(duì)BPA電化學(xué)檢測(cè)有較強(qiáng)增敏效應(yīng)的石墨烯(graphene)作為主要電極修飾材料,創(chuàng)新性地制備石墨烯—金納米(gold nanoparticle, AuNPs)復(fù)合材料,包括還原氧化石墨烯(reduction graphene oxide, rGO)—金納米復(fù)合材料(rGO-AuNPs).石墨烯納米片—金納米復(fù)合材料(graphene-AuNPs)。并與電化學(xué)、分子印跡等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合,建立了針對(duì)痕量BPA檢測(cè)新方法。主要開展以下2個(gè)方面的工作：1.通過(guò)陽(yáng)離子-π作用自主裝形成復(fù)合中間體水熱法制備石墨烯納米片金納米復(fù)合材料,并建立基于graphene-AuNPs勺電化學(xué)傳感器檢測(cè)水樣中雙酚A的方法。采用新方法合成了graphene-AuNPs納米材料,并用X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、EDS能譜等手段對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。同時(shí)利用循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)、線性伏安法(LV)、差示脈沖伏安法(DPV)等手段研究鐵氰化鉀([Fe(CN)6]3-/4-)和雙酚A在graphene-AuNPs/GCE電極上的電化學(xué)行為。循環(huán)伏安結(jié)果表明,修飾材料對(duì)雙酚A的電流響應(yīng)有明顯的增強(qiáng)作用,可以有效的改善BPA氧化物對(duì)電極的鈍化作用。在優(yōu)化條件下,graphene-AuNPs/GCE上BPA的響應(yīng)電流在5.7-570ng/mL,570-2280ng/mL范圍內(nèi)呈良好的線性,其線性回歸方程分別為：Ipa=0.00325c+7.28×10-4,(R2=0.992),Ipa=9.136×10-4c+1.256,(R2=0.983),檢測(cè)限為：1.9ng/mL(S/N=3)0所制備的以graphene-AuNPs為基底的電化學(xué)傳感器具有良好的穩(wěn)定性和靈敏度,對(duì)水樣中雙酚A的檢測(cè)回收率在78.91-115.54%。與液相方法測(cè)試結(jié)果比較,相關(guān)性強(qiáng)。由此可知,graphene-AuNPs/GCE傳感器實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠,適用于水樣檢測(cè)。2.采用一步法還原氧化石墨烯和金粒子,成功制備了還原氧化石墨烯和金納米復(fù)合材料,并建立了基于rGO-AuNPs納米材料的分子印跡電化學(xué)傳感器測(cè)定土樣中雙酚A的方法。通過(guò)XRD、拉曼光譜、紅外光譜(IR)、SEM、EDS能譜對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征。并在此基礎(chǔ)上采用電聚合法制備了印跡傳感器(MIPs/rGO-AuNPs/GCE).發(fā)現(xiàn)修飾了納米材料的印跡聚合物印跡點(diǎn)增多,對(duì)雙酚A具有強(qiáng)的特異性識(shí)別能力,檢測(cè)線性范圍為0.25-17.50 μM,線性方程為：Ip(μA)=0.259c(μM)+0.025(R2=0.998)和17.50-100.00μM,線性方程為：Ip(μA)=0.073c(μM)+3.306(R2=0.999),最低檢測(cè)限為：0.083 μM(S/N=3)。在土壤樣品中雙酚A的檢測(cè)回收率為93.36-118.8%,與HPLC方法對(duì)比相關(guān)性達(dá)到99.8%,證明該方法可以用于實(shí)際樣品的檢測(cè)。本論文的創(chuàng)新之處在于,嘗試直接通過(guò)陽(yáng)離子-π作用在純石墨烯表面修飾上金納米,并成功了制得該復(fù)合材料,此外,選用鄰苯二胺作為單體,成功制備了新的雙酚A的印跡聚合物,結(jié)合上述納米材料和印跡聚合物,建立了檢測(cè)雙酚A的電化學(xué)傳感器,所建立的兩種方法都能實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中雙酚A的檢測(cè),對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 金納米 雙酚A 分子印跡 電化學(xué)傳感器
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 第一章 緒論15-28
• 1.1 傳感器15-16
• 1.1.1 傳感器概論15
• 1.1.2 電化學(xué)傳感器的原理及分類15-16
• 1.2 基于納米材料的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用16-22
• 1.2.1 納米材料的性質(zhì)及應(yīng)用16-18
• 1.2.2 石墨烯納米材料的性質(zhì)18-20
• 1.2.3 石墨烯納米材料在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用20-21
• 1.2.4 金納米材料的性質(zhì)21
• 1.2.5 金納米在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用21-22
• 1.3 基于分子印跡的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用22-24
• 1.3.1 分子印跡聚合物簡(jiǎn)介22
• 1.3.2 電聚合的基本原理22-23
• 1.3.3 功能單體的選擇23-24
• 1.3.4 模板分子的去除方法24
• 1.4 雙酚A污染物的環(huán)境危害24-25
• 1.5 本論文的研究工作及意義25-27
• 1.6 課題來(lái)源27-28
• 第二章 石墨烯納米片-金納米復(fù)合材料制備及其在電化學(xué)傳感器檢測(cè)水樣中雙酚A中的應(yīng)用28-50
• 2.1 前言28-30
• 2.2 材料與設(shè)備30-31
• 2.2.1 主要試劑與材料30-31
• 2.2.2 主要儀器與設(shè)備31
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法31-34
• 2.3.1 石墨烯納米片-金納米復(fù)合材料的制備31-32
• 2.3.2 玻碳電極的預(yù)處理32
• 2.3.3 graphene-AuNPs復(fù)合材料修飾玻碳電極的制備32-33
• 2.3.4 電化學(xué)檢測(cè)33
• 2.3.5 高效液相色譜法檢測(cè)33-34
• 2.3.6 水樣處理34
• 2.4 結(jié)果與討論34-49
• 2.4.1 graphene-AuNPs納米復(fù)合材料表征34-36
• 2.4.2 修飾電極在[Fe(CN)_6]~(3-/4-)中的電化學(xué)行為36-38
• 2.4.3 電極有效表面積和速率常數(shù)ks38-39
• 2.4.4 雙酚A的電化學(xué)性質(zhì)39-43
• 2.4.5 雙酚A的循環(huán)伏安行為43-44
• 2.4.6 檢測(cè)條件的優(yōu)化44-46
• 2.4.7 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線46-47
• 2.4.8 實(shí)際樣品測(cè)定47-49
• 2.5 小結(jié)49-50
• 第三章 基于還原氧化石墨烯-金納米修飾的雙酚A分子印跡電化學(xué)傳感器的制備及在土樣檢測(cè)中的應(yīng)用50-74
• 3.1 前言50-51
• 3.2 材料與設(shè)備51-52
• 3.2.1 主要試劑與材料51-52
• 3.2.2 主要儀器設(shè)備52
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法52-55
• 3.3.1 還原氧化石墨烯-金納米的制備52-53
• 3.3.2 玻碳電極的預(yù)處理53
• 3.3.3 rGO-AuNPs復(fù)合材料修飾玻碳電極的制備53
• 3.3.4 分子印跡修飾rGO-AuNPs/GCE電極的制備53-54
• 3.3.5 電化學(xué)測(cè)試方法54
• 3.3.6 土壤樣品的處理54-55
• 3.4 結(jié)果與討論55-72
• 3.4.1 rGO-AuNPs納米材料的表征55-60
• 3.4.2 不同電極表面形態(tài)60-61
• 3.4.3 聚合液在GCE電極和rGO-AuNPs/GCE電極上的電聚合行為61-62
• 3.4.4 [Fe(CN)_6]~(3-/4-)在不同修飾電極的電化學(xué)性質(zhì)62-64
• 3.4.5 鄰苯二胺電聚合膜的穩(wěn)定性64
• 3.4.6 雙酚A在不同修飾電極上的電化學(xué)行為64-65
• 3.4.7 檢測(cè)條件的優(yōu)化65-68
• 3.4.8 分子印跡傳感器的線性范圍和檢測(cè)限68-70
• 3.4.9 分子印跡傳感器的選擇性70-72
• 3.4.10 樣品測(cè)定72
• 3.5 小結(jié)72-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

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2 金利通，毛煜，劉彤;味覺(jué)電化學(xué)傳感器的研究──黃連素對(duì)模擬生物膜的響應(yīng)[J];分析科學(xué)學(xué)報(bào);1994年02期

3 李星瑋,李曉宣,居明;導(dǎo)電聚苯胺在化學(xué)及電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[J];化工新型材料;2000年09期

4 王春,何錫文;超分子在質(zhì)量敏感壓電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[J];分析測(cè)試學(xué)報(bào);2001年01期

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本文編號(hào)：383713