本文關(guān)鍵詞：基于重氮鹽功能化石墨烯電化學(xué)傳感器研究及其在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用

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【摘要】：石墨烯作為一種二維sp2雜化的碳材料,因其具有奇特的結(jié)構(gòu)、機(jī)械和電子特性,以及豐富的化學(xué)官能團(tuán),已經(jīng)成為化學(xué)家、物理學(xué)家、生物學(xué)家、材料學(xué)家和工程師們最為關(guān)注的納米材料。近幾年來共價(jià)和非共價(jià)功能化的石墨烯與重氮鹽已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。本文主要圍繞基于重氮鹽功能化石墨烯的電化學(xué)傳感器構(gòu)建,探究其在電化學(xué)傳感方向的應(yīng)用。主要內(nèi)容有如下幾個(gè)內(nèi)容:(1)比較玻碳電極(GCE)、石墨烯/玻碳電極(GNP/GCE)、3,5-二氯苯基重氮鹽/石墨烯/玻碳電極(Ar-Cl_2/GNP/GCE)的電化學(xué)性質(zhì),將其分別用于對(duì)環(huán)境中重金屬鉛離子的檢測(cè)。運(yùn)用X射線光電子能譜,原子力顯微鏡和電化學(xué)技術(shù)對(duì)修飾電極的表面形貌和性質(zhì)進(jìn)行了表征。同裸玻碳電極與石墨烯化學(xué)修飾電極相比,Ar-Cl_2/石墨烯/玻碳電極對(duì)鉛離子有優(yōu)越的電化學(xué)響應(yīng)。研究結(jié)果表明,Ar-Cl_2/石墨烯/玻碳電極在檢測(cè)陽(yáng)離子中表現(xiàn)出比玻碳和石墨烯電極更高的靈敏度和更低的檢出限。(2)比較玻碳電極、石墨烯/玻碳電極、4-氨基苯基重氮鹽(Ar-NH_2)/石墨烯/玻碳電極的電化學(xué)性質(zhì)(Ar-NH_2/GNP/GCE),將其分別用于對(duì)環(huán)境中亞硝酸根離子和亞硫酸根離子的檢測(cè)。運(yùn)用原子力顯微鏡和電化學(xué)技術(shù)對(duì)修飾電極的表面形貌和性質(zhì)進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ar-NH_2/石墨烯/玻碳電極在對(duì)亞硝酸根離子和亞硫酸根的檢測(cè)上具有優(yōu)良的性能;對(duì)亞硝酸根離子的檢測(cè)限可達(dá)3.3 nmol/L,對(duì)亞硫酸根離子的檢測(cè)限可達(dá)到1.66μmol/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ar-NH_2/石墨烯/玻碳電極在檢測(cè)陰離子中表現(xiàn)出比玻碳電極和石墨烯電極更高的靈敏度和更低的檢出限。(3)制備石墨烯/玻碳電極(GNP/GCE)、4-氨基苯基重氮鹽(Ar-NH_2)/石墨烯/玻碳電極(Ar-NH_2/GNP/GCE)和3,5-二氯苯基重氮鹽(Ar-Cl_2)/石墨烯/玻碳電極(Ar-Cl_2/GNP/GCE),比較了三支電極分別在[Ru(NH3)6]2+/3+、[Fe(CN)6]3-/4-溶液中的電化學(xué)行為,并用此三支電極對(duì)鉛離子、亞硝酸根離子、亞硫酸根離子的檢測(cè)性能進(jìn)行了比較,證實(shí)了可以通過設(shè)計(jì)石墨烯表面的芳基的正負(fù)電荷性來分別測(cè)定環(huán)境中陰陽(yáng)離子的目的,即通過石墨烯表面修飾帶負(fù)電荷(氯基、硝基)類型的芳基來檢測(cè)環(huán)境中重金屬陽(yáng)離子,通過石墨烯表面修飾帶正電荷(氨基)類型的芳基來檢測(cè)環(huán)境中陰離子。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212.2

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本文編號(hào)：1153666