检测有机物中微量水的电化学和光致电化学分析法的研究

摘要

本文简单回顾了电化学与光致电化学分析法的基本原理，介绍了两种分析法的发展与应用，对水的性质、水合反应以及有机物中微量水的危害进行了简要的论述。同时详细描述了钌配合物，特别是1，10-邻菲哕啉-5，6-二酮钌配合物([Ru(1,10-phenanthroline)2(1,10-phenanthroline-5,6-dione)2+](PF6)2,RuPhD)的主要性质与应用。在参考文献的基础上，利用RuPhD对水的敏感性，发展了测量有机中微量水的电化学和光致电化学分析法。
　　本文主要的研究内容有以下几个部分:
　　1.基于RuPhD对水的敏感性，在乙腈介质中，加入1.0×10-4 mol/L RuPhD和0.05mol/L的支持电解质。研究了RuPhD水合反应产物在玻碳电极(GCE)表面上的电子转移反应，基于RuPhD水合产物的电极反应，建立检测有机物中微量水的电化学分析法。在实验条件优化的前提下，由差分脉冲伏安法(DPV)获得的电流与0.2％～4.76％范围内的水成正比，线性相关系数为0.9858，检出限为0.03％（S/N=3）。相对标注偏差为5.78％(n=5)。
　　2.将RuPhD电聚合在GCE表面上制备了修饰电极，利用该修饰电极表面的RuPhD在非水介质中与水反应后的电极反应，成功制备了一种检测微量水的电化学传感器，建立了一种在非水介质中检测有机物中微量水的电化学分析法。在优化的实验条件下，由DPV在电位-0.12 V处测得的阳极峰电流与0.02％～5.66％范围内的水成正比，线性相关系数为0.9994，检测限为0.005％(S/N=3)。将传感器分别应用于乙腈、丙酮、93号汽油、柴油四种有机物中微量水的测定，结果显示相对标准偏差小于3.64％（n=5），加标回收率为94.1％～105％。
　　3.将RuPhD电聚合在多壁碳纳米管和石墨烯修饰的电极表面上，利用该电极表面钌配合物在非水介质中与水反应后的光致电化学效应，制备了一种检测微量水的光致电化学传感器，建立了一种在非水介质中检测有机物中微量水的光致电化学分析法。在优化的实验条件下，光电流由与0.10％～1.00％范围内的水成正比，检测限为0.016％(S/N=3)，相对标准偏差为2.47％（n=5）。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 电化学与光致电化学分析法简介与应用

1．1．1 电化学分析法

1．1．2 光致电化学分析法

1．2 水分测定的应用及意义

1．2．1 水的概述

1．2．2 水合物的概述和应用

1．2．3 水合反应

1．2．4 水分测定的概述

1．3 钌配合物的应用和意义

1．3．1 钌配合物在光化学治疗领域的应用

1．3．2 钌配合物在金属离子识别方面的应用

1．3．3 钌配合物在发光方面的应用

1．3．4 钌配合物的性质

1．3．5 1，10-邻菲哕啉-5，6-二酮钌配合物

1．4 论文的研究目的和主要内容

第二章 实验部分

2．1 实验仪器与试剂

2．2 储备液的配置

2．3 电极的预处理

2．4 修饰电极的制备

2．4．1 p-RuPhD／GCE的制备

2．4．2 p-RuPhD／MWCNTs-GO／GCE的制备

2．5 样品的预处理和实验方法

第三章 基于1，10-邻菲哕啉-5，6-二酮钌配合物与水的水合反应测量有机物中的微量水

3．1 引言

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 1，10-邻菲哕啉-5，6-二酮钌配合物浓度的选择

3．2．2 实验条件的优化

3．3 1，10-邻菲哕啉-5，6-二酮钌配合物溶液对微量水的电化学响应

3．4 小结

第四章 基于1，10-邻菲哕啉-5，6-二铜钌配合物修饰电极伏安分析法测定有机物中的微量水

4．1 引言

4．2 实验结果与讨论

4．2．1 p-RuPhD／GCE的电化学性质

4．2．2 实验条件的优化

4．3 干扰实验

4．4 传感器的应用研究

4．5 小结

第五章 基于1，10-邻菲哕啉-5，6-二酮钌配合物修饰电极光致电化学分析法测定有机物中的微量水

5．1 引言

5．2 实验结果与讨论

5．2．1 p-RuPhD／MWCNTs-GO／GCE的效果

5．2．2 实验条件的优化

5．3 小结

结论

参考文献

致谢

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