纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极的制备及在四环素类抗生素检测中的应用

摘要

抗生素的发现和使用对人类健康水平的改善起到了极其重要的作用。抗生素被广泛的运用于临床和兽药等方面，对人类发展起到了巨大的促进作用。然而随着抗生素滥用、抗生素药物引起的耐药性、和动物性食品的抗生素药物残留的问题日益严重，研究和开发新的抗生素检测方法有着重要的意义。Ni-Co合金对许多醇类、酚类、醛类和多羟基类等有机化合物都有较高的电催化活性，但多数都是对伯醇催化氧化的研究，而对多羟基类抗生素的研究较少，其主要的原因是电化学检测方法不能广泛地满足高灵敏度和快速检测的需求。而通过复合电沉积将纳米材料负载到合金电极表面有利于提高Ni-Co合金的电催化活性和实现高灵敏度检测。　　本研究主要内容包括：⑴在柠檬酸体系中，采用单因素正交试验方法进行了Ni-Co合金电极单脉冲电沉积试验和优化，研究镀液中主要组分和工艺条件(镀液中CoSO4.7H2O的浓度、阴极平均电流密度、占空比和镀液温度等)对Ni-Co合金电极的组分和表面形貌的影响，得出电沉积Ni-Co合金电极的最佳镀液配方和工艺参数。在此基础上，探讨了不同电沉积时间和不同组分的Ni-Co合金电极对电极电催化性能的影响。结果表明：当镀液中CoSO4?7H2O的浓度为3 g?L-1，阴极平均电流密度为2.5 A?dm-2，单脉冲电源占空比为10%，电沉积时间为25 min和电极中Ni:Co≈57:43时，Ni-Co合金电极的对土霉素的电催化性能最好。⑵以非离子型表面活性剂P123为介孔模板剂和阳离子氟碳表面活性剂FC-04为抑制剂形成有机模板胶束，三乙氧基硅烷(TES)为硅源，在酸性条件下成功制备出直径大约为70 nm硅氢化合物纳米颗粒，利用硅氢键的还原性，进一步制备出负载Pd的纳米多级孔硅氢化合物(Pd-HSiO1.5)。在电沉积Ni-Co合金电极的基础上，在镀液中添加纳米多级孔Pd-HSiO1.5颗粒，制备出纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极，通过循环伏安曲线比较纳米多级孔Pd-HSiO1.5颗粒浓度对纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极电催化活性的影响，结果表明：当镀液中Pd-HSiO1.5颗粒浓度为2 g?L时，纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极的电催化性能达到最优。⑶将制备的纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极运用于四环素类抗生素的检测，结果表明：纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极能够有效地检测土霉素、强力霉素及四环素其各自的线性方程为 Ip(mA)=9.14+10.15C(mM)、Ip(mA)=10.23+8.87C(mM)和Ip(mA)=10.22+9.13C(mM)。最后对纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极的重现性、精确性及抗干扰性进行探讨，结果表明电极具有较好的重现性及精确性，氨苄青霉素钠和利福平等其他抗生素对纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极检测土霉素的干扰性较小。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2四环素类抗生素及其检测研究进展

1.3纳米材料及其对纳米电沉积过程的影响

1.4纳米复合电沉积技术及其纳米复合镀层的应用

1.5本课题的研究意义和研究内容

第二章 Ni-Co合金电极的构建及性能优化

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极的构建及催化性能优化

3.1引言

3.2实验部分

3.3纳米多级孔Pd-HSiO1.5颗粒及纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极的制备

3.4 材料的表征

3.5实验结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极复合电极对四环素类抗生素的检测分析

4.1 引言

4.2实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章总结

第五章 总结与展望

1、脉冲电沉积法制备Ni-Co合金电极及性能优化

2、纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极的构建及催化性能优化

3、纳米多级孔Pd-HSiO1.5/Ni-Co复合电极应用于四环素类抗生素的检测及其性能研究

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢