论文部分内容阅读
以氧化石墨烯作为起始原料,制备了几种不同的石墨烯(Graphene.GR)基纳米复合材料,然后将复合材料修饰在裸碳糊电极的表面,进而构建了几种不同的电化学传感器。运用扫描电子显微镜(Scanning electron microscope. SEM),电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy, EIS),循环伏安(Cyclic voltammetry, CV)等方法对修饰界面进行了表征。最后,对这些不同的电化学传感器的应用做了进一步研究。研究工作主要集中在以下四部分:1、将磁性纳米四氧化三铁(Fe304)与十二烷基磺酸钠(Sodium dodecyl sulfate, SDS)功能化石墨烯(GR)掺杂到碳糊中,制备了一种新型的电化学传感器Fe3O4/GR/CPE,运用CV,EIS技术对传感器的电化学性能进行了表征。运用线性扫描伏安法(Linear sweep voltammetry, LSV)考察了苋菜红(Amaranth, AM)的浓度在8.0x10-7 ~1.0x10-5 mol·L-1和4.0x10-5~1.0×10-3 ml1·L-1范围内与其响应电流之间的关系,根据二者之间良好的线性关系建立了一种新型的电化学测定方法,用于当地红酒中AM的定量测定。2、在-0.2V的电位下,采用恒定电位沉积的电化学技术将纳米金(Nano-golds, AuNPs)沉积到GR修饰的碳糊电极的表面上。在优化的实验条件下(支持电解质,介质pH值,扫描速度),通过使用CV,EIS, SEM等技术对不同传感器进行表征并考察了三聚氰胺(Melamine, Mel)在不同传感器上的电化学行为之间的差异。结果表明,AuNPs/GR-CPE对Mel电化学行为具有良好的响应,且通过微分脉冲伏安法(Differential pulse voltammetry, DPV)研究发现,Mel峰电流的变化量△I与它的浓度在2.0×10-10~8.0×10-7 mol·L-1和8.×x10-7~8.0R10-3 mol·L-1范围内呈良好的线性关系。该方法已成功应用于市售牛奶和奶粉中Mel的电化学定量测定。3、通过电聚合(Electrochemical polymerization)的方法,将Mel单体聚合到GR电极表面,形成一层致密的(聚)三聚氰胺膜(PMA/GR-CPE).通过EIS,CV,SEM等方法对所制备的电化学传感器的性能进行了表征。通过CV研究发现,PMA/GR-CPE对双酚A(Bisphenol A, BPA)和对苯二酚(Hydroquinone,HQ)的分离具有明显的效果,二者氧化峰电位之差(△Ep)约为301mV。运用计时电流法(Chronoamperometry, CA)和计时库仑法(Chronocoulometry, CC)测定了BPA和HQ在PMA/GR-CPE上的电极反应动力学参数。采用DPV技术研究了二者氧化峰电流和它们的浓度之间的关系,同时对实际污水样品和自来水中BPA和HQ的含量进行了电化学定量测定。4、通过电化学沉积的方法,将AuNPs修饰到纳米二氧化铈(Ce02)碳糊电极表面,成功制备出了一种新型电化学传感器(AuNPs/CeO2-CPE)。利用SEM,EIS对修饰界面进行了表征,并运用CV法研究了该传感器对亚硝酸盐(NO2-)电催化氧化行为的影响。研究发现,本课题组制备的AuNPs/CeO2-CPE传感器对NO2-的电化学行为具有良好的催化氧化效果。与此同时,采用了CA和CC技术测定了NO2-在不同传感器上的电极反应动力学参数。采用LSV技术考察了NO2-的响应电流和它的浓度在8.0×10-7~8×10-3 mol·L-1范围内的关系,实验结果表明,二者呈现出良好的线性关系,且检出限较低,为3.2×10-8 mol·L-1。将该传感器应用于当地枸杞样品中NO2-的含量测定当中,结果令人满意。