碳纳米管复合材料修饰电极的制备及其分析应用研究

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目前,运用纳米材料、特别是碳纳米管及其复合材料作为化学修饰电极新的修饰材料是化学修饰电极新的发展方向。这对于建立新的高灵敏度、高选择性的分析方法有重要意义。本文采取多种方法制备了几种新型的碳纳米管复合材料修饰电极,结合各种表征手段对其进行了研究。提出了几种运用碳纳米管复合材料修饰电极对环境,生命科学等领域物质的分析方法。具体地说,本论文主要开展了以下几方面的创新研究工作:1、首次通过电聚合酸性铬蓝K于多壁碳纳米管修饰的玻碳电极上制备了Poly-ACBK/MWNTs/GC电极。运用SEM及循环伏安法等方法研究了修饰电极的性能。考察了苯二酚异构体在Poly-ACBK/MWNTs/GC电极上的电化学表现,结果表明Poly-ACBK/MWNTs/GC电极对苯二酚异构体的氧化表现出优异的电催化性能和选择性能。在1×10-6-1×10-4mol·L-1的范围内,苯二酚异构体的阳极峰电流与其浓度有线性关系。依此发展了一种运用Poly-ACBK/MWNTs/GC电极同时伏安分析苯二酚三种异构体的方法。2、首次通过电聚合溴酚蓝于多壁碳纳米管修饰的玻碳电极上制备了Poly-BPB/MWNTs/GC电极。运用SEM及循环伏安法等方法研究了修饰电极的性能。考察了苯二酚异构体在Poly-BPB/MWNTs/GC电极上的电化学表现,结果表明Poly-BPB/MWNTs/GC电极对苯二酚异构体的氧化表现出优异的电催化性能和选择性能。在1×10-6-1×10-4mol·L-1的范围内,三种苯二酚异构体的阳极峰电流与其浓度有线性关系。依此发展了一种运用Poly-BPB/MWNTs/GC电极同时伏安分析苯二酚三种异构体的方法。3、制备了一种新的纳米银覆盖多壁碳纳米管复合材料修饰电极(nano-Ag/MWNTs/GC电极)。第一次提出了利用nano-Ag/MWNTs/GC电极对痕量硫氰酸根的测定的方法。运用扫描电镜方法(SEM)与X衍射测试方法(XRD)对纳米银覆盖多壁碳纳米管复合材料进行表征。采用循环伏安法研究了硫氰酸根在nano-Ag/MWNTs/GC电极的电化学表现。结果发现:随着硫氰酸根的加入,阳极峰电流逐渐降低。在2.5×10?9-5×10?8mol·L-1及5×10?8-1×10?6mol·L-1之间,阳极峰电流的降低与硫氰酸根浓度成正比,检测限为1×10?9mol·L-1(S/N=3)。提出方法的检测限优于其他测定硫氰酸根浓度的方法。同时,提出的方法对实际生物样品人唾沫与人尿中的硫氰酸根进行了测定并获得了良好的结果。4、利用电吸附血红蛋白(Hb)于Ag/CNT/GC电极上,制作了Hb/Ag/CNT/GC电极。循环伏安法研究了该修饰电极的电化学性质,发现对氧气还原有明显的电催化作用。在一定的范围内,还原峰电流的大小与通入的空气量成正比。据此提出了一种可以测定水中的含氧量的电化学方法。5、采用纳米银覆盖多壁碳纳米管复合材料制作了纳米-Ag/MWNTs/GC电极,用(XRD)和循环伏安法对修饰电极进行了表征。研究发现修饰电极对过氧化氢还原有催化作用。修饰电极可用来直接测定过氧化氢。在3.5×10-4-5.5×10-3 mol·L-1与5.5×10-3-1.5×10-2 mol·L-1范围内,阴极微分脉冲峰电流与过氧化氢浓度成正比,检测限为2×10-4 mol·L-1。对实际样品进行测定,获得较好的结果。6、利用纳米银覆盖多壁碳纳米管复合材料制备了修饰电极。循环伏安法研究了氯离子在纳米银覆盖多壁碳纳米管修饰玻碳电极的电化学表现。结果发现:随着高浓度氯离子的加入,阳极峰电流逐渐降低。在8×10?3-0.1 mol·L-1之间,阳极峰电流的降低与氯离子浓度成正比。因此,发展了一种修饰电极测定高浓度氯离子的方法。采用提出的方法对自来水中高浓度氯离子含量进行测定。7、建立了一种新型聚亚甲基蓝/单壁碳纳米管修饰玻碳电极,成功的应用于NADH的测定。研究了修饰电极对NADH的协同催化作用,结果发现在5.0×10-6- 7.0×10-4 mol·L-1浓度范围内,氧化峰电流与加入的NADH量有良好的线性关系。
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