硝基苯类化合物,如间硝基甲苯、对硝基苯酚、硝基苯,2,4-二硝基氯苯和2,4,6-三硝基甲苯等,作为一类重要的化工原料,已被广泛地应用于医药、农药、炸药、染料、造纸、纺织等领域。但是此类化合物具有高毒性,会通过废水废气排放到环境中,也会因运输或生产中的意外事故或者存贮不当进入环境中,从而对环境、人体及微生物都产生巨大的危害。硝基苯类化合物侵入人体体内后,可引起抽搐、腹痛、头痛、轻度头昏、神经系统紊乱等疾病,严重时还会致癌。因此,硝基苯类化合物已经被美国环保总局(USEPA)制定为“优先污染物”之一,也被列入我国环境优先污染物的“黑名单”。由此可见,硝基苯类化合物对人类健康和环境造成的污染是不容忽视的,亟待开发一些快速、灵敏、准确检测硝基苯类化合物的方法。近年来,化学修饰电极已经越来越引起人们的广泛关注,其最突出的特点就是可以在电极表面连接上具有特定活性的化学功能团,从而赋予电极某种新的、特定的性质,在提高选择性和灵敏度方面有着独特的优越性,也进一步拓展了电分析化学的应用范围。到目前为止,化学修饰电极除了被广泛用于待测物质的直接电化学分析研究外,与其它分离技术的联用也越来越引起了科研工作者的关注。本论文致力于采用分子印迹技术,开展对硝基苯类化合物检测的新原理、新方法的研究和应用。通过分子印迹-电化学传感联用技术,以功能性聚苯胺纳米纤维、碳纳米管、金纳米粒子等多种具有良好特性的纳米材料作为分子印迹聚合物材料的载体,成功实现了对痕量硝基苯类化合物的高灵敏的特异性、敏感性检测。文中以SEM、红外、紫外和电化学等多种表征手段研究了所制备的新型材料物理性质及传感器的电化学性质；以交流阻抗、脉冲伏安和循环伏安等电化学方法为主要研究手段,探讨硝基苯类化合物在化学修饰电极上的电化学性质；构筑用于硝基苯类化合物检测的新方法。全文共分为四个部分,具体内容如下：1绪论(第一章)本章内容主要系统地介绍了硝基苯类化合物的危害与相应检测技术的发展。此外,在综述了化学修饰电极的发展历史和研究现状的基础上,我们还重点介绍了基于新型功能性纳米材料和分子印迹技术与传感技术有机结合的新方法的研究和应用；最后阐述了本论文的研究目的和意义,同时指出本论文的创新之处及主要研究内容。2聚苯胺纳米纤维分子印迹材料的制备及其在1,3-二硝基苯(DNB)的特异性检出中的应用(第二章)本章中,首次报道了在聚苯胺纳米纤维(PANIs)表面直接进行乙烯基功能化进行分子印迹合成的方法,并以爆炸物中的一种重要化合物——1,3.二硝基苯(DNB)分子为模板分子,实现DNB的敏感性、特异性检出。实验结果表明,聚苯胺纳米纤维(PANIs)表面经乙烯基功能化后,不仅可以与功能单体丙烯酰胺(AA)发生分子印迹反应,而且还可以通过p～π电荷转移的作用预富集模板分子DNB,从而通过这两种化学作用促使反应合成结构均一、稳定的DNB印迹的聚苯胺纳米纤维材料。实验表明该材料对DNB具有良好的吸附能力,其选择性系数是传统方法合成印迹材料的近3倍；而且与其他结构相似的硝基苯类化合物检测结果相比,聚苯胺纳米纤维分子印迹材料修饰电极不仅对DNB表现出良好的选择性,也具有较高的灵敏度,电流响应与DNB的浓度在2.20×10-8～3.08×10-6mol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限为7.33×10-9mol/L (S/N=3).这种新颖的聚苯胺表面分子印迹法不仅为环境监测提供了新的、有效的方法,也为今后研究其它基于高分子材料表面功能化的分子印迹聚合物反应提供了理论依据。3多壁碳纳米管／聚乙烯亚胺分子印迹材料的研制及其在特异性检出2,4-二硝基甲苯(DNT)中的应用(第三章)本章通过电化学传感技术与表面分子印迹技术的有机结合,以2,4.二硝基甲苯(DNT)为模板分子,研制了一种用于DNT特异性检测的碳纳米管／聚乙烯亚胺(MWCNT/PEI)印迹膜传感器。论文中通过循环伏安法和差分脉冲伏安法等多种手段,对该表面印迹材料修饰传感器的电化学行为进行了考察,发现该修饰电极对DNT具有良好的电催化还原性质,其响应电流与DNT浓度在2.2×10-9～1.0×10-6 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测下限为1.0×10-9mol/L(S/N=3);同时研究还发现,与其它结构相似的硝基苯类化合物相比,由于表面印迹膜中具有很多的印迹位点,该分子印迹膜传感器对模板分子DNT具有良好的选择性。本工作较好地将易于便携式、灵敏度高的化学传感器技术与特异性强、稳定性好的分子印迹材料相融合,实现了痕量DNT的快速、灵敏、高选择性的检测,为分子印迹材料在电分析化学研究中的应用提供了一种新的思路。4用于2,4,6-三硝基甲苯(TNT)特异性检出的二维分子印迹技术的研究和应用(第四章)本章中,通过分子印迹技术和传感技术的有机结合,我们以Au纳米颗粒为载体,研究和制备了一种新型二维分子印迹电化学传感器并应用于三硝基甲苯(TNT)的特异性和敏感性检出。以TNT为模板分子,通过Au纳米粒子对TNT的预吸附后置于硫醇蒸气中进行单分子层自组装,硫醇通过与Au纳米粒子的Au-S共价键作用填充到模板分子的周围,从而实现了模板分子在表面印迹膜中的有效嵌入。实验证明,我们所研究和制备的纳米颗粒表面分子印迹膜具有传质阻力低、印迹位点多和模板分子吸附、脱附速度快等优点,从而实现TNT的特异性检测；同时Au纳米粒子又可以提高电极导电性,促进电子传递速度,从而提高对TNT检测的灵敏度。本文所制备的二维分子印迹膜修饰电极的电流响应与TNT浓度在4.0×10-8～3.2×10-6mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为1.3×10-8mol/L。该二维分子印迹膜-化学传感技术有望被用于环境水样中TNT含量的快速、灵敏、准确的特异性检出,具有广阔的应用前途。