三种酚类电化学传感器的构建及性能研究

作     者：张鸿悦 

作者单位：河北科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任聚杰;李娜

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：电化学传感器 麝香草酚 对苯二酚 邻苯二酚 金属氧化物 共价多金属氧酸盐有机框架 纳米粒子 多壁碳纳米管 

摘      要：随着经济的快速发展,人们在环境保护及身体健康方面的意识越来越强。目前,酚类物质广泛存在于我们的食品、制药及工业生产中,酚类物质不仅会污染环境还会影响人体健康。所以,我们需要一种有效快速的分析方法对我们生活中的食品及环境进行检测。电化学传感器具有操作简单、携带方便、灵敏度高、检测时间短、成本低、检测限低等优点,适合检测酚类物质。因此,我们构建了三种用于检测麝香草酚、对苯二酚及邻苯二酚的电化学传感器,实验内容如下:1)基于PdNPs@MoO-MWCNTs复合材料的麝香草酚电化学传感器采用简单的水热法合成了三氧化钼(MoO)材料,将PdNPs及MWCNTs和MoO材料进行复合。然后将制备的PdNPs@MoO-MWCNTs复合材料用于构建修饰电极完成麝香草酚的检测。采用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱法(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)等方法证明了PdNPs@MoO-MWCNTs复合材料对溶液中的麝香草酚具有良好的电催化效果。同时,在最佳的实验条件下制备的传感器完成了蜂蜜样品中麝香草酚检测性能的研究。2)基于PtNPs@CPOFs-MWCNTs复合材料的麝香草酚电化学传感器本研究利用多金属氧酸盐和共价有机骨架的想法,介绍了共价多金属酸盐有机框架的制备方法。首先对制备的多金属氧酸盐进行胺基功能化(NH-POM-NH),然后以NH-POM-NH和2,4,6-三甲酰基均苯三酚为单体,采用溶剂热席夫碱反应制备了共价多金属酸盐有机框架(CPOFs)。在CPOFs材料中加入Pt NPs和MWCNTs后,形成了具有良好催化活性和导电性的Pt NPs@CPOFs-MWCNTs纳米复合材料,并将其用作电化学麝香草酚传感器的新型电极材料。所制备的Pt NPs@CPOFs-MWCNTs复合材料对麝香草酚具有良好的电催化活性,这是由于Pt NPs@CPOFs-MWCNTs复合材料具有较大的比表面积、良好的导电性以及各组分的协同催化作用。在最佳实验条件下,该传感器对麝香草酚具有良好的电化学响应。3)基于Pt NPs@CPOFs-MWCNTs复合材料同时检测对苯二酚及邻苯二酚的电化学传感器本研究在上一章的基础上,按相同的反应条件将NH-POM-NH和另一种单体2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛合成了第二种CPOFs。构建了基于Pt NPs@CPOFs-MWCNTs复合材料同时检测对苯二酚及邻苯二酚的电化学传感器。通过进行电化学测试研究了修饰电极的电化学行为,并对实验条件进行了优化。在最佳的实验条件下,制备的传感器能较好的区分对苯二酚和邻苯二酚的氧化峰电位。同时,对所制备的电化学传感器的稳定性和选择性进行了研究。