基于聚N-异丙基丙烯酰胺共聚物的温度响应传感器研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzl1988
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为了开发高效、高灵敏性的电化学传感器,单一材料修饰的电极已不能达到科学家的要求。科学家们试图将不同性质的材料结合形成复合材料,从而带给电极单一组分不具备的多种材料协同的新特性。目前,聚合物与纳米材料结合形成的复合材料是研究最广泛的领域。温敏聚合物是分子构象受温度调控的智能大分子,纳米材料具有优良的导电性,将两者结合得到具有温敏特性的电极修饰材料。通过调节环境温度从而实现电化学性能的调控,为智能化的电化学传感器开辟了新的方向。本论文的主要工作总结如下:(1)合成了纳米复合材料RG-MWCNTs和具有温度响应的共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸丁酯)(P(NIPAM-co-MBA))。基于这两种材料制备了 PGM温敏复合膜将之修饰到玻碳电极表面。以P(NIPAM-co-MBA)的LCST(30℃)为界,检测对乙酰氨基苯酚(ACOP)时有明显的温度响应“开-关”特性,在20℃和38℃之间反复改变溶液温度,ACOP在38℃的峰电流没有出现大幅度衰减,说明具有良好的可逆性。在“开”状态时,检测溶液中的ACOP具有较宽的线性范围。(2)用自由基聚合的方法合成了温敏共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-甲基丙烯酸甲酯)P(NIPAM-co-MMA),在30℃时发生相变。加入羧基化碳纳米管(MWCNTs(COOIH)),Nafion膜,制备了 PMN 修饰电极。以 P(NIPAM-co-MMA)的LCST(30℃)为界,在检测溶液中的对苯二酚时PMN电极具有明显的温度响应“开-关”效应。在22℃和40℃之间多次改变溶液温度,HQ在40℃时的响应电流没有出现大幅度衰减,说明温度开关具有可逆性。并且在“开”状态检测溶液中的HQ具有较宽的线性范围和较低的检出限。(3)合成了温敏共聚物聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-氮羟甲基丙烯酰胺)P(NIPAM-co-NHMPA)和纳米金。将两者按一定比例混合用滴涂法修饰在玻碳电极表面。检测溶液中的肾上腺素具有显著的温度“开-关”特性。在50℃时峰电流值远远大于15℃时的峰电流值,并在15℃和50℃之间反复改变溶液温度,在50℃的峰电流值衰减小。
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