以纳米TiO2为光催化氧化剂的光致化学发光新方法研究

论文摘要

本论文由综述和研究报告两部分组成:第一部分为综述,介绍了化学发光的原理、常用的化学发光体系以及化学发光反应的进行方式和分析应用进展;第二部分为研究报告,主要对Co2+掺杂TiO2纳米粒子在化学发光分析中的原理和分析应用进行了研究。化学发光（Chemiluminescence,CL）分析是根据化学反应产生的光辐射来确定物质含量的一种痕量分析方法。化学发光分析法具有灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单、操作方便、分析快速和易实现自动化等优点,成为分析化学中一个十分活跃的研究热点。在化学、生物、食品、医药、环境监测等领域得到广泛的应用。随着化学发光分析在各个领域的应用,除了传统的分析方法与技术继续快速发展之外,出现了许多新的发光分析法,如发光成像、发光活体分析等,大大促进了发光分析的发展及应用。近年来,将性能优良的纳米粒子引入分析化学的研究领域,为建立灵敏、快速的分析方法提供了巨大潜力和发展空间。本论文研究工作旨在将纳米技术与鲁米诺化学发光体系相结合,研究这一体系的条件、特征及其分析应用,优化鲁米诺体系化学发光反应的分析特性。在本论文的具体研究工作中,我们将具有光催化活性的Co2+掺杂TiO2纳米粒子与鲁米诺化学发光体系相结合,建立了一种原位光致化学发光反应的新方法,并提出了一种基于纳米技术调控化学发光反应的新思路。并以纳米TiO2-luminol光致化学发光体系为代表探讨了这一方法的条件、特征及其分析应用。具体工作包括:1.以纳米TiO2为光催化氧化剂的原位光致化学发光分析方法研究及其应用通过将Co2+掺杂TiO2纳米粒子引入化学发光体系,研究了当以该纳米粒子为光催化氧化剂进行原位光致化学发光反应时,Co2+掺杂TiO2纳米粒子在光信号诱导下产生的超氧阴离子自由基在纳米粒子表面的吸附和解吸特性。同时我们还考察了Co2+掺杂TiO2纳米粒子表面形成的双电层结构对光致化学发光信号的影响。由于超氧阴离子自由基在纳米粒子表面的吸附、解吸和双电层效应,使得光化学反应和其后的光生氧化剂的化学发光反应具有时间和空间的分辨特性。将Co2+掺杂TiO2纳米粒子光致化学发光反应的特点与鲁米诺化学发光体系相结合,我们不但建立了一种原位光致化学发光反应的新方法,而且还提出了一种基于纳米技术调控化学发光反应的新思路。在最佳实验条件下,该方法对格列本脲响应的线性范围为2.0×10-8～1.0×10-6g/mL,检出限为6×10-9g/mL。2.基于Co2+掺杂TiO2纳米粒子高灵敏测定盐酸丙卡特罗的光致化学发光新方法研究基于Co2+掺杂TiO2纳米粒子对盐酸丙卡特罗的分离富集,以及富集在纳米粒子表面的盐酸丙卡特罗通过光化学反应生成化学发光反应活性中间体,其对鲁米诺弱的化学发光信号的增敏作用,建立了一种测定盐酸丙卡特罗的光致化学发光新方法。在最佳实验条件下,相对化学发光强度与盐酸丙卡特罗的浓度在8.0×10-10～1.0×10-8g/mL范围内成线性关系,检出限为4×10-11g/mL。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 综述
• 1.1 化学发光分析方法的原理和常用体系概述
• 1.1.1 化学发光分析方法的基本原理和特点
• 1.1.2 常见化学发光体系的反应机理和分析应用原理
• 1.2 化学发光反应进行方式的研究和分析应用
• 1.2.1 化学发光与流动注射技术联用
• 1.2.2 化学发光与微全分析系统联用
• 1.2.3 电化学发光分析法
• 1.2.4 光致化学发光分析法
• 1.2.5 化学发光与纳米技术联用
• 1.3 本论文的选题背景
• 第2章 研究报告
• 2为光催化氧化剂的原位光致化学发光分析方法研究及其应用'>2.1 以纳米TiO₂为光催化氧化剂的原位光致化学发光分析方法研究及其应用
• 2.1.1 引言
• 2.1.2 实验部分
• 2.1.3 结果与讨论
• 2+掺杂TiO₂纳米粒子高灵敏测定盐酸丙卡特罗的光致化学发光新方法研究'>2.2 基于Co²⁺掺杂TiO₂纳米粒子高灵敏测定盐酸丙卡特罗的光致化学发光新方法研究
• 2.2.1 引言
• 2.2.2 实验部分
• 2.2.3 结果与讨论
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果