杯芳烃及衍生物修饰碳糊电极的制备与应用研究

摘要

杯芳烃具有较丰富的活性位点、高度选择性空腔、以及优秀的电子传导能力，故而基于杯芳烃及衍生物制备的化学修饰电极在电化学分析检测中扮演重要角色。本文制备了三种杯芳烃及衍生物修饰碳糊电极，研究了铜离子、汞离子、铅离子及对苯二酚的电化学行为。主要内容概括如下:
　　(1)以对叔丁基杯[4]芳烃(H4L)为修饰剂通过直接混合法制备了H4L-CPE，并采用电化学法对电极性能进行了表征。在该修饰碳糊电极上研究了Cu2+的电化学行为，得出了一些重要的电化学参数，并与Cu2+在裸碳电极的电化学行为作了对比，结果发现Cu2+在该修饰电极上出现明显的特征吸收峰，说明该修饰电极对Cu2+有明显的电催化作用。在最优条件下，通过循环伏安法探究了氧化峰电流值与Cu2+浓度之间的线性关系，结果发现Cu2+浓度在2.5×10-7～1.0×10-5 mol/L范围内呈良好线性关系，最低检出限1.33×10-8 mol/L（按3倍信噪比计算）。利用对叔丁基杯芳[4]烃修饰的碳糊电极对Cu2+的检测有较好的稳定性和重现性，为高灵敏度、高选择性测定痕量Cu2+提供了一种新的方法。
　　(2)以硫杂杯[4]芳烃为修饰剂制备了硫杂杯[4]芳烃修饰碳糊电极，采用循环伏安法研究该修饰电极对Pb2+和对苯二酚的电化学行为。在该修饰电极上研究了Pb2+和对苯二酚的电化学行为，并绘制了Pb2+和对苯二酚的标准曲线。由曲线可知Pb2+浓度在1.0×10-7～1.0×10-5 mol/L的区间拥有良好线性关系，最低检出限是1.56×10-8 mol/L;对苯二酚浓度在5.0×10-8～1.0×10-5 mol/L的区间内线性关系良好，最低检出限为6.5×10-8 mol/L。研究了干扰物质的影响和模拟水样的检测。该修饰电极制备简单，选择吸附能力强，成本低，灵敏度高、抗干扰能力强，可用于制备检测Pb2+和对苯二酚的电化学传感器。
　　(3)以硫杂杯-4-冠-6为修饰剂制备了硫杂杯-4-冠-6修饰碳糊电极。该修饰电极具有丰富的活性位点和较小的电子转移阻力。采用循环伏安法考察Hg2+在该修饰电极上的电化学行为，研究了影响电极性能的可能因素并得到了相关电化学参数，线性响应范围为1.0×10-8～1.0×10-5 mol/L，最低检出限为7.62×10-9 mol/L，对模拟水样的加标回收，结果令人满意。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 化学修饰电极

1．2．1 化学修饰电极的制备

1．2．2 化学修饰电极的应用

1．2．3 化学修饰碳糊电极

1．2．4 化学修饰碳糊电极(CMCPE)的制备

1．2．5 化学修饰碳糊电极的活化

1．2．6 化学修饰碳糊电极(CMCPE)的表征

1．2．7 化学修饰碳糊电极(CMCPE)的应用

1．3 杯芳烃及衍生物

1．3．1 杯芳烃及衍生物的结构

1．3．2 杯芳烃及衍生物的理化性质

1．3．3 杯芳烃及衍生物的制备方法

1．3．4 杯芳烃及衍生物的应用

1．4 本论文选题依据及研究内容

2．1 实验药品

2．2 实验仪器

2．3．1 电化学工作站

2．3．2 实验方法及条件

3．1 引言

3．2 对叔丁基杯[4]芳烃修饰碳糊电极的制备、表征及活化

3．3 实验方法

3．4 铜离子在CPE和H4L-CPE上的电化学行为

3．5 不同实验条件的影响

3．5．1 对叔丁基杯[4]芳烃用量对电极性能的影响

3．5．2 支持电解质及其pH对电极的影响

3．5．3 扫速的影响

3．5．4 扫描范围的影响

3．5．5 电极的重现性和稳定性

3．5．6 标准曲线、检出限

3．5．7 离子选择性

3．5．8 络合物组成

3．5．9 实际水样测定

3．6 本章小结

4．1 引言

4．2 硫杂杯[4]芳烃修饰碳糊电极的制备与活化

4．3 实验方法

4．4 修饰电极的电化学行为

4．5 不同实验条件对电极的影响

4．5．1 修饰剂比例对电极的影响

4．5．2 支持电解质及其酸度对电极性能的影响

4．5．3 扫描范围对电极的影晌

4．5．4 扫描速率对电极的影响

4．5．5 标准曲线和检出限

4．5．6 干扰实验

4．5．7 样品回收检测

4．6 本章小结

5 硫杂杯[4]芳烃修饰碳糊电极测定对苯二酚

5．1 引言

5．2 硫杂杯[4]芳烃修饰碳糊电极的制备、表征与活化

5．3 实验方法

5．4 修饰电极的电化学行为

5．5 不同实验条件对电极的影响

5．5．1 支持电解质对电极的影响

5．5．2 支持电解质pH对电极的影响

5．5．3 修饰剂比例对电极的影响

5．5．4 扫描范围对电极的影响

5．5．5 扫描速率对电极的影响

5．5．6 富集时间的影响

5．5．7 标准曲线与检出限

5．5．8 电极重现性和稳定性

5．5．9 干扰实验

5．5．10 加标回收率

5．6 本章小结

6 硫杂杯-4-冠-6修饰碳糊电极测定痕量汞

6．1 引言

6．2 硫杂杯-4-冠-6修饰碳糊电极的制备、表征与活化

6．3 实验方法

6．4 修饰电极的电化学行为

6．5 不同实验条件对电极的影响

6．5．1 支持电解质对电极的影响

6．5．2 支持电解质酸度的影响

6．5．3 修饰剂比例对电极的影响

6．5．4 扫描范围对电极的影响

6．5．5 扫描速率的影响

6．5．6 富集电位和富集时间对电极的影响

6．5．7 标准曲线与检出限

6．5．8 电极的重现性、稳定性及使用寿命

6．5．9 干扰性测定

6．5．10 加标回收率

6．6 本章小结

7 结论和展望

参考文献

攻读硕士期间所取得的研究成果

致谢