中性体系中铂纳米修饰电极的鲁米诺电致化学发光研究及应用

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电致化学发光(ECL)是近二十年来发展起来的一种新型检测方法,可方便地用作液相色谱和毛细管电泳检测器。由于它具有连续可测、高灵敏度、稳定、方法简单等特点,被广泛应用于分子生物学、药学、化学和环保等领域。鲁米诺作为一种经典的化学发光试剂被广泛地研究和应用,但是在中性条件下,其发光强度很低,限制了鲁米诺在生理条件下对生物活性物质的检测。因此,如何增强鲁米诺在中性条件下的ECL成为当前研究的一个热点。铂纳米是目前催化领域中研究得最为广泛的一种高效催化剂,本论文工作以ECL为研究目标,通过铂纳米修饰的氧化铟锡(ITO)电极(PtNPs/ITO),研究其对中性条件下鲁米诺ECL的增强作用,并提出相应的发光机理:同时还考察了鲁米诺-敌敌畏体系的ECL行为,获得一种极灵敏检测水溶液中敌敌畏农药的新方法。本论文共三章,研究内容主要包括:第一章,文献综述,主要介绍了ECL的发展概况、基本原理及纳米修饰电极在ECL研究中的应用。第二章,利用湿法还原的方法将铂纳米粒子修饰在ITO电极表面,通过施加-1.2 V~1.0 V的电压扫描,发现中性鲁米诺体系在PtNPs/ITO电极上呈现五个ECL峰,这与铂片电极和氧化铂电极有很大的差别,文章考察了支持电解质、电位扫描方向、电位扫描区间、pH值以及氮气和氧气氛围对不同ECL行为的影响,进一步探讨了各个ECL峰的发光光谱,提出相应的反应机理,展现了依赖于电极电位和电极材料的ECL波谱现象。第三章,利用敌敌畏对鲁米诺ECL的增强作用建立了鲁米诺-敌敌畏体系,成功地测定了水溶液中敌敌畏的含量。实验结果表明,在负扫的-0.38 V处,水中溶解氧被还原成OOH-,再与碱液中敌敌畏水解出的磷酸基反应,生成的过磷酸基促进了鲁米诺阴离子的氧化,从而促进了ECL的产生。另外,实验优化了CTAB,鲁米诺,NaOH浓度以及电压扫描区间和扫描方向对敌敌畏测定的影响,得到测定敌敌畏的线性范围为5到8000 ng L-1,检测限(S/N=3)为0.42 ng L-1。将该方法用于蔬菜样品的敌敌畏回收率测定,得到较好的结果。最后,初步探讨了该测定的ECL机理。
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