【摘 要】
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在很多工业生产与科学实验过程中,都需要监控反应液的总酸度或者有效酸度,其中大部分有效酸度处于p H 1.00~14.00范围内,但也有一些化学工艺要求更高的酸度。本论文即致力于高
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在很多工业生产与科学实验过程中,都需要监控反应液的总酸度或者有效酸度,其中大部分有效酸度处于p H 1.00~14.00范围内,但也有一些化学工艺要求更高的酸度。本论文即致力于高酸度、宽范围、全固态电化学传感器的开发研究。本论文采用循环伏安电聚合方法制备了对p H 2.00~12.00的酸度有识别性响应的邻氨基酚敏感膜全固态p H电化学传感器和一种对酸度范围宽至1.00×10-10~10.0 mol/L的有效酸度有识别作用的新型全固态邻氨基酚(OAP)与邻苯二胺(OPD)为共聚物的薄膜电化学传感器,分别研究了两种修饰电极对不同范围H+有效酸度的线性响应。为了实现OAP与OPD共聚物电化学传感器的工业化生产,探讨了OAP与OPD共聚物的化学合成法,并利用该化学合成品制成碳糊电极,初步探讨了其对溶液酸度的识别性能。本论文主要开展了以下几方面的研究:(1)采用循环伏安法在石墨基体电极表面得到电沉积邻氨基酚薄膜修饰电极,分别采用直接电位法、循环伏安法、零流电位法研究了该传感器对p H 2.00~12.00范围内的磷酸盐缓冲溶液的电化学响应,直接电位法的电池电动势(Edp)、循环伏安法的还原峰电位(Epc)、零流电位法的还原电流为零时对应的电位(Ezcp)三种电化学信号均与溶液的p H呈线性关系,三种方法的线性回归方程分别为Edp(m V)=50.4 p H-389、Epc(m V)=-60.2 p H+75.3和Ezcp(m V)=-45.1 p H+378。常见离子不干扰测定。将三种方法应用于天然水、海水、米醋等实际样品的测定,并与p H玻璃电极的测定结果对照,相对误差在-0.4%~-1.2%区间,相对标准偏差RSD(n=5)在0.25%~0.71%之间。(2)以循环伏安法在石墨电极表面电聚合制备了新型全固态邻氨基酚-邻苯二胺共聚物薄膜修饰电极,采用循环伏安法研究了该电极在H+的有效浓度为1.00?10-12~10.0 mol/L范围内的电化学响应,结果表明,还原峰电位与溶液的有效酸度分别在1.00?10-10~1.00?10-1 mol/L、1.00?10-1~2.00 mol/L和2.00~10.0 mol/L三段浓度范围内呈良好的线性响应,线性回归方程分别为Epc=0.0456 lgc(H+)-0.295,Epc=0.0803 c(H+)-0.309,Epc=0.0278 c(H+)-0.188。在有效酸度为1.00~8.00 mol/L的H2SO4、HNO3或者HCl O4溶液中亦有类似的线性响应。该电极制备方法简单,酸度测试范围宽至1.00×10-10~10.0 mol/L,为开发新型高酸度固态电化学传感器打下了基础。(3)采用化学聚合法合成了邻氨基酚-邻苯二胺共聚物,以该共聚物为酸度特效敏感物、石墨粉为导电基质、固体石蜡为粘合剂制成了碳糊电极,当共聚物与石墨粉比例为1:7时,电极对H+有最佳响应。采用循环伏安法初步探讨了该酸度传感器对溶液酸度的响应,发现该聚合物的Epc与1.00~10.0 mol/L的H+活度有线性响应,线性回归方程为Epc(m V)=11.9 c(H+)+122。
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