發(fā)布時(shí)間：2018-02-28 01:49

  本文關(guān)鍵詞： 酚類化合物 碳納米管 離子液體 二氧化錳納米線 曙紅 結(jié)晶紫 電化學(xué) 現(xiàn)場紅外光譜　出處：《安徽大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：酚類物質(zhì)廣泛存在于環(huán)境和食品中,如食品中經(jīng)常添加的抗氧化劑-叔丁基對苯二酚、丁基羥基茴香醚,食品和藥品中常見的中藥有效成分-木犀草素等黃酮類物質(zhì),還有環(huán)境領(lǐng)域很難降解,對人體有極大危害的苯二酚異構(gòu)體。伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,這些酚類化合物的使用在逐年增加,而對于黃酮類化合物-木犀草素等活性成分的含量也是科學(xué)家和學(xué)者研究的熱點(diǎn)。因此,對食品和環(huán)境中酚類物質(zhì)快速、靈敏的檢測對于保護(hù)人體健康和維持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展都有十分重要的意義�；瘜W(xué)修飾電極用于定量分析其實(shí)是把分離、富集和檢測三合為一,提高了電極的靈敏度和選擇性。本文利用多壁碳納米管、離子液體、二氧化錳半導(dǎo)體材料、染料有機(jī)分子等多種材料復(fù)合修飾電極,利用多種材料之間的協(xié)同效應(yīng),制備選擇性好、靈敏度高、檢出限低和穩(wěn)定性高的化學(xué)傳感器,用于叔丁基對苯二酚、丁基羥基茴香醚、木犀草素和苯二酚異構(gòu)體等酚類物質(zhì)的檢測。并對酚類物質(zhì)的電化學(xué)氧化機(jī)理進(jìn)行研究。論文具體內(nèi)容如下:(1)木犀草素在聚合結(jié)晶紫-多壁碳納米管復(fù)合電極上的電化學(xué)研究兩步法制備聚合結(jié)晶紫/多壁碳納米管(PCV/MWCNTs)修飾電極,先在裸玻碳電極(GCE)滴涂一定量的MWCNTs,接著在多壁碳納米管修飾電極基底上電聚合結(jié)晶紫。實(shí)驗(yàn)采用循環(huán)伏安法、電化學(xué)交流阻抗技術(shù)和掃描電鏡技術(shù)對新型修飾電極進(jìn)行表征,木犀草素在PCV/MWCNTs/GCE上的電化學(xué)行為表明此電極促進(jìn)木犀草素的電化學(xué)氧化,氧化還原電流明顯增加。含有羧基官能團(tuán)的MWCNTs和帶正電荷的結(jié)晶紫之間有很強(qiáng)的靜電引力和π-π共軛效應(yīng)增加電極穩(wěn)定性,結(jié)晶紫膜充當(dāng)電子傳遞的媒介,促進(jìn)木犀草素氧化反應(yīng)。在磷酸鹽緩沖溶液(pH 7.0)中,木犀草素的濃度與氧化峰電流成正比,線性范圍為2.0×10-8-7.0×10-5 M,檢出限為5.0×10-9M,該電極具有靈敏度高、重現(xiàn)性好和穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。(2)多壁碳納米管-離子液體復(fù)合電極對木犀草素的靈敏檢測制備多壁碳納米管-1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽(MWCNTs-BMIMPF6)復(fù)合修飾玻碳電極用于研究木犀草素的電化學(xué)性質(zhì)。掃描電鏡技術(shù)用來表征電極的表面形貌,相比于裸電極、多壁碳納米管修飾電極、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽修飾電極,MWCNTs-BMIMPF6復(fù)合電極對木犀草素的電化學(xué)反應(yīng)過程有最佳的催化效果,一是碳納米管具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和較大的電極面積,二是離子液體導(dǎo)電能力強(qiáng),電勢窗口寬,二者復(fù)合以后協(xié)同催化。實(shí)驗(yàn)對支持電解質(zhì)的pH和富集時(shí)間等一系列條件進(jìn)行優(yōu)化,在酸性BR緩沖溶液中,木犀草素的濃度在5.0×10-9到1.0×10-6 M范圍內(nèi)與峰電流呈良好的線性關(guān)系,檢出限可達(dá)5.0×10-10M,菊花中木犀草素的檢測回收率在95%-103%之間。(3)多壁碳納米管-MnO2納米線復(fù)合電極對鄰苯二酚和對苯二酚的同時(shí)檢測首先制備MnO2納米線,通過物理混合實(shí)現(xiàn)MWCNTs和MnO2納米線二種材料的復(fù)合,制備碳納米管-二氧化錳(MWCNTs-MnO2)修飾玻碳電極。電化學(xué)交流阻抗結(jié)果表明MWCNTs的引入使MWCNTs-MnO2復(fù)合材料具有很小的電荷傳遞電阻(Rct)。與裸電極相比,鄰苯二酚和對苯二酚在MWCNTs-MnO2修飾電極上可逆性更好,峰電流更大,主要?dú)w功于碳納米管和二氧化錳復(fù)合材料有較大的電極活性面積和催化速率,二氧化錳作為電子傳遞媒介加速了鄰苯二酚和對苯二酚電子傳遞。鄰苯二酚和對苯二酚氧化峰電位差可達(dá)102 mV,完全可以滿足二者同時(shí)分析測定的要求。二者的氧化峰電流和濃度在5.0×10-7到8.0×10-5M之間呈良好的線性關(guān)系,檢出限分別為5.0×10-8M(對苯二酚)和8.0×10-8M(鄰苯二酚),此修飾電極檢測飲用水中的鄰苯二酚和對苯二酚獲得滿意的結(jié)果。(4)叔丁基對苯二酚和丁基羥基茴香醚的同時(shí)檢測和氧化機(jī)理研究使用多圈電位掃描技術(shù)將有機(jī)染料分子-曙紅沉積于電極表面形成曙紅修飾電極(eosin Y/GCE),此電極對于叔丁基對苯二酚和丁基羥基茴香醚的氧化具有很強(qiáng)的催化作用,從電化學(xué)研究可以發(fā)現(xiàn),二者最終的氧化產(chǎn)物是一致的,差示脈沖伏安技術(shù)實(shí)現(xiàn)對二者同時(shí)定量檢測,線性范圍為0.10μg.mL-1到7.00μg·mL-1,檢出限分別為0.01μμg·mL-1(丁基羥基茴香醚)和0.015μg·mL-1(叔丁基對苯二酚)。此修飾電極的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性良好,用于食用油中抗氧化劑(叔丁基對苯二酚和丁基羥基茴香醚)的檢測,獲得滿意結(jié)果。實(shí)驗(yàn)采用電化學(xué)和現(xiàn)場紅外光譜技術(shù)討論了叔丁基對苯二酚和丁基羥基茴香醚在乙腈中氧化歷程,叔丁基對苯二酚在乙腈體系氧化經(jīng)歷2e,2H+的轉(zhuǎn)移過程,形成終產(chǎn)物叔丁基對苯醌。丁基羥基茴香醚在乙腈體系中氧化是不可逆過程,最終產(chǎn)物也是叔丁基對苯醌,二者的氧化產(chǎn)物一致也與電化學(xué)結(jié)果相符。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O657.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1545246