本文關(guān)鍵詞：納米碳材料修飾電極測(cè)定體液中鋁和環(huán)境中酚類污染物，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：污染物對(duì)人體與生物體系的毒理作用是當(dāng)今國際環(huán)境化學(xué)和生物化學(xué)研究中的一個(gè)重要方向,鋁作為地殼中的豐量元素之一,之前一直被認(rèn)為不能被腸道吸收,也沒有毒害作用及生物功能,因此對(duì)鋁的生物有效性研究較少。隨著環(huán)境污染的加劇,鋁的溶出增多,對(duì)鋁的生物有效性研究越來越引起人們的關(guān)注,通過多年來大量研究表明,鋁是一種對(duì)人體健康有害的元素,可在人體內(nèi)蓄積并產(chǎn)生慢性毒性。已被證實(shí)與某些疾病有著千絲萬縷的關(guān)系,如阿爾茨海默病、帕金森癥、軟骨病、貧血等,鋁可在腦組織中蓄積,引起中樞神經(jīng)功能紊亂。神經(jīng)系統(tǒng)是鋁作用的主要靶器官,鋁的過量接觸和蓄積可能是導(dǎo)致老年癡呆原因之一；鋁可直接作用于骨組織,引起骨病理改變；鋁的毒性作用還包括對(duì)免疫功能的明顯抑制,鋁對(duì)體外培養(yǎng)的人的淋巴細(xì)胞的生長增殖能產(chǎn)生直接的抑制作用；鋁還具有胚胎毒性和致畸性等。因此發(fā)展痕量鋁的測(cè)定方法,對(duì)研究鋁的毒理作用和環(huán)境效應(yīng)有著十分重要的意義。本文通過選擇芳香酚類配體分子,探討體液鋁測(cè)定的條件和方法。采用電化學(xué)方法研究了納米碳材料修飾電極優(yōu)良的導(dǎo)電性能,并結(jié)合染料及藥物分子的電化學(xué)特性,制備了化學(xué)還原石墨烯,多壁碳納米管修飾電極及竹紅菌甲素／化學(xué)還原石墨烯修飾電極,與裸電極相比較,修飾電極能夠高效、特異性結(jié)合待測(cè)分子,還具有性質(zhì)穩(wěn)定、電化學(xué)信號(hào)明顯等優(yōu)點(diǎn)。主要內(nèi)容如下：1、制備了多壁碳納米管(MWNT),氧化石墨烯(GO),化學(xué)還原石墨烯(CRG)及其摻雜修飾電極,并用電鏡(TEM),紅外光譜(FTIR),拉曼光譜(Raman)進(jìn)行了表征。交流阻抗實(shí)驗(yàn)(EIS),循環(huán)伏安法(CV),示差脈沖伏安法(DPV),線性掃描伏安法(LSV)等電化學(xué)手段與電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)相結(jié)合進(jìn)行分析,選擇生物相容性好,絡(luò)合能力強(qiáng)的芳香酚類配體如茜素,8-OH喹啉,竹紅菌甲素等建立起了一種快速靈敏、重現(xiàn)性好、操作簡(jiǎn)單的測(cè)定人體液鋁的電化學(xué)分析方法,為可用于實(shí)際樣品的直接測(cè)定無需添加試劑及預(yù)處理樣品的電化學(xué)傳感器發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。2、苯酚對(duì)人體和環(huán)境有嚴(yán)重危害,因此準(zhǔn)確檢測(cè)微量苯酚具有重要意義。本課題運(yùn)用循環(huán)伏安法和示差脈沖伏安法來研究苯酚的電化學(xué)行為,用電化學(xué)方法測(cè)定水樣中苯酚。用先滴涂還原石墨烯(CRG,5μL),干燥后滴涂殼聚糖(CS,1%,2μL)的方式修飾玻碳電極(GC),從而得到CS-CRG/GC電極,研究了苯酚在該電極的電化學(xué)行為。并對(duì)石墨烯修飾玻碳電極進(jìn)行形貌和電化學(xué)表征,交流阻抗表示此修飾電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻值明顯較玻碳電極和氧化石墨烯修飾電極電極小。在0.1mol/L的PBS緩沖溶液中,與氧化石墨烯修飾的玻碳電極(GO/GC)以及GC相比,此電極表現(xiàn)出很明顯的電催化活性,峰電流增大,電位負(fù)移,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了在此修飾電極上的氧化反應(yīng)受擴(kuò)散控制,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件得出最佳富集電位為0.3V,富集時(shí)間300s,pH為7.0,檢測(cè)范圍為10-7～10-5mol/L,檢出限為1×10-8mol/L(S/N=3),重現(xiàn)性和穩(wěn)定性較好,將其用于實(shí)際水樣檢測(cè),實(shí)際樣品檢測(cè)加標(biāo)回收率為100.0～102.0%。實(shí)驗(yàn)表明該法檢測(cè)范圍寬,方法靈敏,對(duì)于環(huán)境檢測(cè)等方面有重要意義。3、應(yīng)用化學(xué)還原石墨烯(CRG)、殼聚糖(CS)制備了CS-CRG/GC電極,采用此修飾電極探究了污染物分子1-羥基芘(1-OHP)在pH為7.4的O.lmol/L的Tris-HCl緩沖液中的電化學(xué)行為,實(shí)驗(yàn)得出1-OHP有一對(duì)可逆的氧化還原峰,峰電位分別為-0.015V和-0.089V。通過循環(huán)伏安法(CV)實(shí)驗(yàn)證明電極上發(fā)生了兩電子兩質(zhì)子的氧化還原可逆過程,基于1-OHP濃度與其DPV電化學(xué)信號(hào)之間的線性關(guān)系,建立了一種靈敏簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好、穩(wěn)定性好的測(cè)定環(huán)境中1-OHP的電化學(xué)方法。根據(jù)1-OHP具有的電化學(xué)活性,采用電化學(xué)方法研究其相關(guān)的氧化還原反應(yīng)即電子轉(zhuǎn)移過程及其機(jī)制是可行的。實(shí)驗(yàn)采用了石墨烯和殼聚糖作為修飾劑制備了修飾電極,石墨烯使得電極的導(dǎo)電性能和電子傳遞速率大大提升,提高了電化學(xué)方法的準(zhǔn)確度與靈敏度；而殼聚糖作為粘合劑使石墨烯可以更好的穩(wěn)定在電極上,同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性。實(shí)驗(yàn)選擇pH為7.4的緩沖溶液,貼近人體內(nèi)環(huán)境的酸堿度,減小了因溶液pH的改變而對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說服力。在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上又提出了CRG-MN202/GC電極快速檢測(cè)一羥基芘的電化學(xué)新方法,同樣采用循環(huán)伏安法和示差脈沖伏安法研究修飾電極的性能及1-羥基芘的電化學(xué)行為。在0.005-12μmol/L的范圍內(nèi),1-OHP的濃度與氧化峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為1.72nmol/L (S/N=3),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下,CRG-MN202/GC電極檢測(cè)1-羥基芘的電化學(xué)信號(hào)明顯增強(qiáng)。這主要由于MN202樹脂起到了較好的吸附作用,使得尿液中檢測(cè)1-羥基芘具有可行性。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 多壁碳納米管 修飾電極 鋁 苯酚 1-羥基芘 示差脈沖伏安法 線性掃描伏安法
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O657.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-27
• 1.1 環(huán)境及生物體系中鋁的分布及其生物有效性12-18
• 1.1.1 環(huán)境及生態(tài)體系中鋁的動(dòng)態(tài)分布12-14
• 1.1.2 鋁對(duì)生物的毒性作用14-18
• 1.2 鋁的電化學(xué)測(cè)定18-21
• 1.2.1 鋁的測(cè)定方法18-20
• 1.2.2 電化學(xué)分析方法測(cè)定鋁配體的選擇20-21
• 1.3 電化學(xué)方法對(duì)苯酚測(cè)定的研究21-22
• 1.3.1 苯酚21
• 1.3.2 苯酚測(cè)定的意義21-22
• 1.4 電化學(xué)方法對(duì)羥基芘測(cè)定的研究22-24
• 1.4.1 多環(huán)芳烴22-23
• 1.4.2 電化學(xué)方法測(cè)定羥基芘的意義23-24
• 1.5 論文的研究?jī)?nèi)容和意義24-27
• 2 電化學(xué)方法測(cè)定鋁27-67
• 2.1 茜素(AR)作配體測(cè)鋁的電化學(xué)方法研究27-42
• 2.1.1 引言27-28
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)部分28-29
• 2.1.3 結(jié)果與討論29-41
• 2.1.4 小結(jié)41-42
• 2.2 8-羥基喹啉(8-HQ)作配體測(cè)鋁的電化學(xué)方法研究42-55
• 2.2.1 引言42-44
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)部分44-45
• 2.2.3 結(jié)果與討論45-54
• 2.2.4 小結(jié)54-55
• 2.3 竹紅菌甲素(HA)作配體測(cè)鋁的電化學(xué)方法研究55-67
• 2.3.1 引言55
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)部分55-57
• 2.3.3 結(jié)果與討論57-65
• 2.3.4 小結(jié)65-67
• 3 石墨烯-殼聚糖修飾玻碳電極檢測(cè)苯酚67-82
• 3.1 引言67
• 3.2 苯酚的測(cè)定方法及研究進(jìn)展67-71
• 3.2.1 分光光度法67-68
• 3.2.2 高效液相色譜法68
• 3.2.3 氣相色譜法68-69
• 3.2.4 熒光分析法69
• 3.2.5 化學(xué)發(fā)光法69-70
• 3.2.6 電化學(xué)方法70-71
• 3.3 墨烯修飾電極對(duì)酚類的檢測(cè)應(yīng)用71
• 3.4 實(shí)驗(yàn)部分71-72
• 3.4.1 儀器和試劑71
• 3.4.2 修飾電極的制備71-72
• 3.5 結(jié)果與討論72-80
• 3.5.1 修飾電極形貌表征72-73
• 3.5.2 CS-CRG/GC電極的電化學(xué)表征73-74
• 3.5.3 苯酚的電化學(xué)行為74
• 3.5.4 富集條件的優(yōu)化74-75
• 3.5.5 掃描速度的影響75-78
• 3.5.6 pH的影響78
• 3.5.7 CS-CRG/GC電極檢測(cè)苯酚的線性范圍與檢測(cè)限78-79
• 3.5.8 CS-CRG/GC電極的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性以及抗干擾性79
• 3.5.9 實(shí)際水樣檢測(cè)79-80
• 3.6 小結(jié)80-82
• 4 電化學(xué)檢測(cè)1-羥基芘82-107
• 4.1 CS-CRG/GC電極對(duì)1-羥基芘的電化學(xué)檢測(cè)82-96
• 4.1.1 引言82-87
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)部分87-88
• 4.1.3 結(jié)果與討論88-95
• 4.1.4 不同濃度1-羥基芘的溶液DPV電化學(xué)研究95-96
• 4.1.5 小結(jié)96
• 4.2 MN202-CRG/GC電極對(duì)1-羥基芘的電化學(xué)檢測(cè)96-107
• 4.2.1 引言96-97
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)部分97-98
• 4.2.3 結(jié)果與討論98-103
• 4.2.4 不同濃度1-羥基芘的溶液DPV電化學(xué)研究103-105
• 4.2.5 小結(jié)105-107
• 5 結(jié)論107-109
• 5.1 結(jié)論107
• 5.2 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)107-108
• 5.3 論文后續(xù)工作及其展望108-109
• 致謝109-110
• 參考文獻(xiàn)110-133
• 附錄133-134

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號(hào)：374261