金属纳米粒子修饰电极的构筑及其在电催化中的应用

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:l342016022
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本博士论文研究了金属纳米粒子银、铜、及铁化合物普鲁士蓝的电化学行为,用这些纳米粒子修饰电极,考察了其在电催化中的应用,并对相关机理进行了探讨。   第一章论述了近年来金属纳米粒子在电化学分析中的发展现状,就金属纳米粒子的制备、表征及其特别的电化学性质进行了描述,对其在电分析化学中的理论及应用研究作归纳总结。   第二章中,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的分散作用下,通过恒电位还原CuSO4在玻碳电极上沉积Cu,得到纳米Cu修饰玻碳电极(nano-Cu-GCE),该修饰电极对葡萄糖(Glu)的氧化具有明显的催化作用,利用该催化作用对Glu进行检测,通过研究沉积电位、沉积时间以及检测电位对电流信号的影响,优化了电极的制备条件和Glu的检测条件。沉积电位为-100 mV,沉积时间8 min。在检测电位400 mV下Glu电流与空白溶液电流值之差和Glu浓度在1.0×10-6~3.9x10-4 mol/L,范围内呈线性关系,检出限为2.6×10-7mol/L(S/N=3),线性回归方程△i(μA)=-1.02-125674.54C(mol/L),r=0.9981。抗坏血酸(AA)、对乙酰氨基酚(AP)和L-半胱氨酸(Cys)对Glu信号几乎无干扰。   第三章,通过NaBh4还原AgNO3得到粒径为8~12 nm的胶体银纳米粒子。与大块银电极相比,该胶体银纳米粒子修饰银电极表现了特别的电化学性质,能催化色氨酸的电化学氧化,用胶体银纳米粒子修饰电极建立了在NaAc-HAc溶液中检测色氨酸的方法,其线性范围为4×10-10~1×10-6mol/L,检出限为4.2x10-11mol/L。   第四章,通过循环伏安法将普鲁士蓝修饰于玻碳电极上,该修饰电极可以催化过氧化氢的还原,反应受扩散控制,用不同尺寸的普鲁士蓝粒子修饰电极表现出不同的电催化性能,普鲁士蓝的量越少,粒径越小,修饰电极的还原响应信号越低,然而较小粒径的普鲁士蓝修饰电极对过氧化氢的催化性能有所提高。在1.3×10-7~2.1×10-4mol/L的浓度范围内,纳米尺度普鲁士蓝修饰电极电流响应与过氧化氢浓度成线性,相关系数0.9998,灵敏度887 mA M-1cm-2。H2O2在实际水样河水和牛奶中的回收率分别为101%和103%。   本论文第五章研究了CTAB对普鲁士蓝电化学行为的影响,电解液中CTAB的存在可能使所沉积的普鲁士蓝更加疏松分散,修饰电极CTAB-PB-GCE表现了普鲁士蓝表面原子的特性。
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