化学修饰电极的制备及其在流动注射不可逆双安培法中的应用研究

论文摘要

论文从方法、原理及性能等方面对化学修饰电极的设计、表征及催化效能进行了论述。并将其应用于构建流动注射不可逆双安培分析,对化学修饰电极中的自组装修饰、电聚合修饰及纳米粒子的接附修饰三类电极的设计进行了探讨,并对其在电化学催化氧化、电流增敏等应用机理进行了理论研究。其具体研究内容如下:1.利用S-Au键的强相互作用,在裸金电极上制备了L-半胱氨酸自组装膜金修饰电极（L-Cys/SAM-Au/CME）,研究了阿魏酸在其上的电化学行为。将自组装膜修饰电极用于流动注射不可逆双安培（FI-IB）体系的构建,利用阿魏酸在L-Cys/SAM-Au/CME上的氧化和高锰酸钾（KMnO4）在裸金电极上的还原构建双安培检测新体系。氧化峰峰电流与阿魏酸浓度在5.0×10-7～8.0×10-5mol/L范围内呈线性关系,其线性回归方程为i（nA）=4.16×107C+50,在1.0×10-4～1.0×10-3mol/L范围内呈线性关系,其线性回归方程为i（nA）=5.6×106C+300,检出限为1.2×10-7mol/L,并应用于阿魏酸钠盐注射液中阿魏酸的测定,结果满意。2.在N,N-二环已基碳酰亚胺（DCC）存在介质下,通过酰氨键使多壁碳纳米管（MWCNTs）与L-半胱氨酸（L-Cys）缩合,功能化的MWCNTs通过结构中的S-Au键自组装接着于金电极表面,制备MWCNTs-L-Cys-Au/SAMs-CME,实现了对金电极的MWCNTs、L-Cys共组装修饰,并对其结构进行谱学与电化学表征。探讨了其对Rev的电催化氧化机理。氧化峰峰电流与白藜芦醇浓度在1.0×10-5～2.0×10-7mol/L范围内呈线性关系,其线性回归方程为i（nA）=2.57×106C-260,在2.0×10-3～2.0×10-5mol/L范围内呈线性关系,其线性回归方程为i（nA）=1.65×107C-420,方法检出限为8.0×10-8mol/L。该方法具有较高的选择性和灵敏度、样品处理方法简单快速。测定了虎杖及葡萄酒中Rev的含量,结果满意。3.利用循环伏安法（CV法）将单体L-苏氨酸（Lry）在铅笔芯电极循环聚合,以形成导电性聚合物修饰膜（P-Lry）,探讨了铅笔芯修饰电极上的最佳聚合条件,并对其进行微观显象表征。研究了药物盐酸异丙嗪在该修饰电极上的电化学行为。在pH 6.8磷酸盐缓冲溶液（PBS）中,该氧化峰峰电流（ipa）与盐酸异丙嗪浓度在2.0×10-6～1.5×10-3mol/L范围内呈线性关系,方法检出限为8.5×10-7mol/L（S/N=3）。对盐酸异丙嗪片剂测定结果满意。4.在玻碳电极基底上成功的制备了MWCNTs修饰电极（MWCNTs/GCE-CME）,并对其表面结构进行显微表征。研究了双嘧达莫（DPD）在该修饰电极上的电化学行为及多种表面活性剂对DPD在MWCNTs/GCE-CME的影响。尝试提出MWCNTs对药物分析中的电催化氧化机理的推论。将包含有MWCNTs的MWCNTs/GCE-CME应用于FI-IB体系的构建,建立了在SDS介质下,直接测定DPD的新方法。在0.05 mol/L H2SO4介质溶液中,其ipa与DPD浓度在1.0×10-3～1.5×10-6mol/L范围内呈线性关系,方法检出限为8.0×10-7mol/L。该方法对双嘧达莫片剂测定结果满意。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 化学修饰电极的发展
• 1.1.1 化学修饰电极的种类
• 1.2 分子自组装修饰
• 1.2.1 自组装膜的结构和特点
• 1.2.2 自组装膜的形成
• 1.2.3 自组装膜的研究方法
• 1.2.4 自组装膜在电分析化学中的应用
• 1.3 碳纳米管
• 1.3.1 碳纳米管的结构及特性
• 1.3.1.1 碳纳米管的结构
• 1.3.2 碳纳米管的应用
• 1.3.2.1 碳纳米管修饰电极及应用
• 1.4 化学修饰电极（CME）作为工作电极构建不可逆双安培体系
• 1.4.1 流动注射不可逆双安培法（FI-IB法）
• 1.4.2 不可逆双安培法成立的必要条件及理论推导
• 1.4.3 CME作为工作电极在FI-IB中分析
• 1.4.4 本论文研究的目的和内容
• 参考文献
• 第二章 L-半胱氨酸自组装膜金修饰电极对阿魏酸的电化学行为研究及不可逆双安培测定
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 化学修饰电极流通池的设计与制备
• 2.1.3 L-CYS/SAM-AU/CME的制备
• 2.1.4 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 L-CYS/SAM-AU/CME的循环伏安行为及阿魏酸的电化学响应
• 2.2.2 L-CYS/SAM-AU/CME对阿魏酸的氧化机理研究
• 2.2.3 L-CYS/SAM-AU/CME上不可逆双安培体系的建立
• 2.2.4 工作电极间外加电位差的影响
• 2.2.5 载液及其PH值的选择
• 2.2.6 线性范围和检出限
• 2.2.7 L-CYS/SAM-AU/CME的稳定性和重现性
• 2.2.8 干扰离子的影响
• 2.2.9 样品中阿魏酸的测定及加标回收实验
• 小结
• 参考文献
• 第三章 多壁碳纳米管L-半胱氨酸共组装修饰金电极对白藜芦醇的电化学行为研究及测定
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 仪器与试剂
• 3.1.2 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME的制备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 修饰电极制备条件的选择及性能表征
• 3.2.1.1 L-CYS的浓度及介质对修饰电极的影响
• 3.2.1.2 MWCNTS用量对修饰电极形成的影响
• 3.2.1.3 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME的谱学表征
• 3.2.1.4 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME的电化学行为
• 3.2.2 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME上REV的电化学响应
• 3.2.3 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME对REV的电催化氧化机理研究
• 3.2.4 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME上FI-IB的建立
• 3.2.5 工作电极间外加电位差的影响
• 3.2.6 线性范围和检出限
• 3.2.7 MWCNTS-L-CYS-AU SAMS/CME电极的稳定性和重现性
• 3.2.8 常见干扰物质的影响
• 3.2.9 样品中REV的测定及加标回收实验
• 小结
• 参考文献
• 第四章 聚L-苏氨酸铅笔芯修饰电极的制备及对盐酸异丙嗪电化学行为及测定研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 聚L-THR铅笔芯修饰电极的制备
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 聚合条件的选择
• 4.2.1.1 L-THR聚合过程及其循环伏安曲线
• 4.2.1.2 聚L-THR铅笔芯修饰电极的数码显微放大研究
• 4.2.1.3 聚合底液PH值的影响
• 4.2.1.4 聚合循环伏安扫描次数的选择
• 4.2.2 聚L-THR铅笔芯修饰电极上盐酸异丙嗪的电化学行为研究
• 4.2.3 聚L-THR铅笔芯修饰电极上不可逆双安培体系的建立
• 4.2.4 工作电极间外加电位差的影响
• 4.2.5 体系载液及其PH值的选择
• 4.2.6 线性范围和检出限
• 4.2.7 聚L-THR铅笔芯修饰电极的稳定性和重现性
• 4.2.8 常见干扰物质的影响
• 4.2.9 样品中盐酸异丙嗪的测定及加标回收实验
• 小结
• 参考文献
• 第五章 基于表面活性效应多壁碳纳米管修饰电极不可逆双安培法对双嘧达莫电化学行为的研究及测定
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 仪器与试剂
• 5.1.2 MWCNTS/GCE-CME的制备
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 MWCNTS/GCE-CME的表征及对DPD的电化学响应
• 5.2.2 表面活性剂对DPD电化学行为的影响
• 5.2.3 支持电解质对DPD的氧化电流的响应
• 5.2.4 修饰剂用量的影响
• 5.2.5 扫描速度对DPD电极反应的影响
• 5.2.6 MWCNTS/GCE-CME上流动注射-不可逆双安培体系的建立
• 5.2.7 工作电极间外加电位差的影响
• 5.2.8 线性范围和检出限
• 5.2.9 碳纳米管膜修饰电极的稳定性和重现性
• 5.2.10 常见干扰物质的影响
• 5.2.11 样品中DPD的测定及加标回收实验
• 小结
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢