【摘要】：通過(guò)在混酸氧化了的多壁碳納米管表面沉積銀納米粒子制備了多壁碳納米管負(fù)載銀納米復(fù)合材料。對(duì)所制備的復(fù)合材料用透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、X-射線(xiàn)衍射(XRD)和光電子能譜(XPS)進(jìn)行了表面形貌及結(jié)構(gòu)的表征。利用循環(huán)伏安法、方波伏安法等電化學(xué)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料修飾的電極進(jìn)行了電化學(xué)性能研究�；趶�(fù)合材料良好的導(dǎo)電性、高催化活性和大比表面等特性,復(fù)合物修飾電極被成功地用于環(huán)境污染物的分析檢測(cè),為環(huán)境分析提供了靈敏、快速、低成本的檢測(cè)方法。主要研究結(jié)果如下： (1)用一種簡(jiǎn)單的化學(xué)方法制備了銀納米粒子/多壁碳納米管納米復(fù)合物。銀納米粒子在多壁碳納米管表面具有良好的分散性。氧化了的多壁碳納米管表面具有較多的羧基便于銀離子的吸附與成核,NaOH同時(shí)作為還原劑和pH調(diào)節(jié)劑來(lái)控制銀納米粒子的尺寸。制備了的納米復(fù)合物用透射電鏡、X-射線(xiàn)衍射和循環(huán)伏安法進(jìn)行了表征。Randles-Sevcik曲線(xiàn)表明了該復(fù)合物在堿性溶液中的反應(yīng)是一個(gè)擴(kuò)散控制的過(guò)程,并求得擴(kuò)散系數(shù)是1.09×10-4cm2s-1。通過(guò)可控電沉積的方法制備了銀納米粒子摻雜殼聚糖凝膠膜(SNP-CS)。所制備的SNP-CS膜對(duì)帶負(fù)電荷的氧化還原電對(duì)[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-具有優(yōu)良的加速擴(kuò)散和電子傳遞過(guò)程的能力,這主要是因?yàn)樵谒嵝匀芤褐?殼聚糖帶有許多正電荷。 (2)用銀納米粒子/多壁碳納米管納米復(fù)合物修飾電極研究了對(duì)硝基酚的電化學(xué)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明這種納米復(fù)合物對(duì)于對(duì)硝基酚的電化學(xué)還原具有優(yōu)良的電催化活性。對(duì)硝基酚在修飾電極上的還原分為為兩步過(guò)程：對(duì)應(yīng)于對(duì)硝基酚到對(duì)羥氨基酚的還原和對(duì)羥氨基酚到對(duì)亞硝基酚的還原。對(duì)硝基酚的第一步還原是一個(gè)需要電子的過(guò)程,但是第二步還原是一個(gè)釋放電子的過(guò)程,因此,酸性介質(zhì)有利于對(duì)硝基酚到對(duì)羥氨基酚的還原,堿性介質(zhì)有利于對(duì)羥氨基酚到對(duì)亞硝基酚的還原。通過(guò)優(yōu)化各種實(shí)驗(yàn)條件,利用伏安法檢測(cè)了酸性或堿性介質(zhì)中的對(duì)硝基酚,檢測(cè)線(xiàn)性范圍在酸性條件下(pH=3)為3.0×10-6到1.2×10-4mol L-1,在堿性條件下(pH=10)為3.5×10-5到1.4×10-4mol L-1。 (3)分別用多壁碳納米管負(fù)載銀納米粒子和銀納米粒子摻雜的殼聚糖膜修飾電極對(duì)三氯乙酸進(jìn)行了電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明這兩種納米復(fù)合物均對(duì)三氯乙酸的還原具有良好的電催化活性。據(jù)此用方波伏安技術(shù)和計(jì)時(shí)安培技術(shù)建立了檢測(cè)三氯乙酸的電化學(xué)傳感器。方波伏安法檢測(cè)三氯乙酸的線(xiàn)性范圍是5.0×10-6-1.2×10-4mol L-1,檢出限是1.9×10-6mol L-1(S/N=3)。計(jì)時(shí)安培法檢測(cè)三氯乙酸的線(xiàn)性范圍是3.O×10-6-5.6×10-5mol L-1,檢出限是1.1×10-6mol L-1(S/N=3)。本研究的方法提供了新的方式簡(jiǎn)單快速的分析測(cè)定三氯乙酸,排除了大量二氯乙酸和一氯乙酸的干擾。 (4)研究了過(guò)氧化氫在多壁碳納米管負(fù)載納米銀復(fù)合物修飾電極上的電化學(xué)響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明該復(fù)合物對(duì)過(guò)氧化氫具有很好的電催化性能。利用方波伏安技術(shù)測(cè)定了過(guò)氧化氫,在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)定過(guò)氧化氫的線(xiàn)性范圍為5.0×10-6-8.0×10-5mol L-1,檢出限為1.7×10-6mol L-1。該復(fù)合物修飾的電極具有很好的穩(wěn)定性,可以長(zhǎng)期保存,許多性能優(yōu)于酶生物傳感器。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：X830.2;O657.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2685411