【摘要】：硝酸鹽氮是所有含氮物質(zhì)氧化分解的最終產(chǎn)物，環(huán)境介質(zhì)中的硝酸鹽氮對生物循環(huán)起著非常重要的作用。硝酸鹽氮可轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，間接對機(jī)體造成急性危害；水環(huán)境中硝酸鹽氮濃度的升高可直接導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。本研究主要通過在電極表面電沉積金屬銅納米粒子的方法來實現(xiàn)對水環(huán)境中硝酸鹽氮含量的檢測，最終建立了硝酸鹽氮的濃度與電化學(xué)響應(yīng)信號之間的線性關(guān)系，并初步應(yīng)用于水環(huán)境中硝酸鹽氮含量的檢測。 本研究由以下兩部分組成： 第一部分：基于金屬銅納米顆粒的硝酸鹽氮電化學(xué)傳感器的研究 研究中采用計時電流法將銅納米顆粒直接電沉積到玻碳電極表面，再用循環(huán)伏安法對標(biāo)準(zhǔn)溶液中的硝酸鹽氮含量進(jìn)行檢測。研究結(jié)果表明，硝酸鹽氮在納米銅修飾的玻碳電極上出現(xiàn)還原峰，且還原峰電流與硝酸鹽氮濃度線性相關(guān)，，可作為硝酸鹽氮的檢測信號。研究中探討了多種因素對檢測結(jié)果的影響。在最優(yōu)實驗條件下，該傳感器對硝酸鹽氮的檢測線性范圍為2.0×10-5~2.0×10-2mol/L,檢出限為1.0×10-5mol/L。該硝酸鹽氮傳感器還對氯離子和磷酸根離子表現(xiàn)出良好的抗干擾能力。 第二部分：基于納米銅-石墨烯復(fù)合物的硝酸鹽氮電化學(xué)傳感器的研究 本研究中先將納米材料——石墨烯修飾于玻碳電極表面，再用計時電流法將納米銅電沉積到石墨烯修飾的玻碳電極表面，使用循環(huán)伏安法實現(xiàn)了對硝酸鹽氮含量的檢測。納米銅的良好還原性以及石墨烯的優(yōu)良電化學(xué)特性使該電化學(xué)傳感器在硝酸鹽氮檢測方面表現(xiàn)出良好的靈敏度和穩(wěn)定性。通過探討多種實驗因素對檢測結(jié)果的影響，在最優(yōu)實驗條件下，得到該傳感器對硝酸鹽氮的檢測線性范圍為1.0×10-6~5.0×10-3mol/L，檢出限為5.0×10-7mol/L。該傳感器對實際淡水水樣中硝酸鹽氮含量的檢測結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)方法（紫外分光光度計）的檢測結(jié)果具有良好的一致性。
[Abstract]:Nitrate nitrogen is the final product of the oxidation and decomposition of all nitrogen-containing substances. Nitrate nitrogen in environmental media plays a very important role in the biological cycle. Nitrate nitrogen can be transformed into nitrite nitrogen, which indirectly causes acute harm to the body, and the increase of nitrate nitrogen concentration in water environment can directly lead to eutrophication of water body. In this study, the content of nitrate nitrogen in water environment was detected by electrodeposition of metal copper nanoparticles on the electrode surface, and the linear relationship between nitrate nitrogen concentration and electrochemical response signal was established. It was applied to the determination of nitrate nitrogen in water environment. This study consists of the following two parts: the first part: in the study of nitrate-nitrogen electrochemical sensor based on metal copper nanoparticles, copper nanoparticles were electrodeposited directly to glassy carbon electrode surface by chronoamperometric method. The content of nitrate nitrogen in standard solution was determined by cyclic voltammetry. The results showed that the reduction peak of nitrate nitrogen appeared on the nanocrystalline copper modified glassy carbon electrode, and the reduction peak current was linearly correlated with the nitrate nitrogen concentration, which could be used as the detection signal of nitrate nitrogen. The influence of many factors on the test results was discussed. Under the optimal experimental conditions, the linear range of the sensor for the detection of nitrate nitrogen is 2.0 脳 10 ~ (-5) 渭 mol / L and the detection limit is 1.0 脳 10 ~ (-5) mol / L. The nitrate nitrogen sensor also shows good anti-interference ability to chloride ion and phosphate ion. The second part: the study of nitrate-nitrogen electrochemical sensor based on nano-copper-graphene composite. In this study, the nano-material graphene was first modified on the surface of glassy carbon electrode. Nanocrystalline copper was electrodeposited on the surface of glassy carbon electrode modified with graphene by chronoamperometric method. The content of nitrate nitrogen was determined by cyclic voltammetry. The good reduction of nano-copper and the excellent electrochemical characteristics of graphene make the electrochemical sensor show good sensitivity and stability in nitrate nitrogen detection. By studying the influence of many experimental factors on the detection results, under the optimal experimental conditions, the linear range of the sensor for nitrate nitrogen detection is 1.0 脳 10-6N 5.0 脳 10-3 mol / L, and the detection limit is 5.0 脳 10-7 mol / L. The sensor has good agreement with the national standard method (ultraviolet spectrophotometer) for the determination of nitrate nitrogen in fresh water samples.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R123.1;O657.1

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2302865