聚合物/碳纳米管修饰电极的制备及应用研究

论文摘要

近年来,随着碳纳米管功能化技术的日益成熟,碳纳米管在分析化学中的应用也得到越来越广泛的关注。非共价键修饰能在不破坏碳纳米管原来结构的基础上,利用氢键、π-π键、静电引力、范德华力、疏水和亲水等作用,小分子在其侧壁上吸附,大分子通过高聚物链缠绕,修饰后既保留了碳纳米管自身优异的特质同时也具有了修饰基团的性质。本论文采用了三种聚合物（导电、电活性和功能高分子聚合物）对碳纳米管进行非共价修饰,并进行了应用研究。本论文工作分为四大部分:一、利用吡咯对羧基化碳纳米管进行非共价修饰,并将其作为模板聚合物,多巴胺作为模板分子,构置了一种新型的聚吡咯/羧基化碳纳米管分子印迹修饰电极。其中,羧基化碳纳米管作为一种掺杂剂改善了复合膜的导电性,聚吡咯体现分子印迹聚合物的性质,实现了对多巴胺的选择性测定。二、通过电聚合的手段,用吡咯对羧基化碳纳米管进行进一步的修饰。聚吡咯具有对金属离子的络合和分子识别性,构置的新型聚吡咯/碳纳米管修饰电极成功地用于镉离子和铅离子的同时测定。三、采用电聚合的方法将吖啶橙修饰到碳纳米管的侧壁,对碳纳米管进行了非共价键修饰,构置了新型的聚吖啶橙/碳纳米管修饰电极。实现了在DA和AA共存时,对DA的选择性测定。四、用聚乙烯醇对羧基化碳纳米管进行了进一步的功能化修饰,构置了新型的聚乙烯醇/羧基化碳纳米管修饰电极。利用聚乙烯醇中羟基对金属离子的络合作用及羧基化碳纳米管自身的性质,成功地对铜离子进行了灵敏的测定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 碳纳米管（CNT）
• 1.1.1 结构
• 1.1.2 特性
• 1.1.3 制备
• 1.1.4 纯化
• 1.1.5 应用前景
• 1.2 CNT功能化研究进展
• 1.2.1 剪裁
• 1.2.2 功能化方法
• 1.2.3 功能化CNT的表征
• 1.2.4 功能化CNT的应用及前景展望
• 1.3 化学修饰电极
• 1.3.1 高分子聚合物膜修饰电极
• 1.3.2 分子筛及粘土类材料修饰电极
• 1.3.3 金属配合物膜修饰电极
• 1.3.4 自组装膜修饰电极
• 1.3.5 碳纳米管修饰电极
• 1.4 论文选题背景和主要研究内容
• 第二章 聚吡咯/羧基化碳纳米管分子印迹电极的制备及应用
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 碳纳米管的羧基化处理
• 2.2.3 聚吡咯/羧基化碳纳米管分子印迹电极的制备
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚吡咯/羧基化碳纳米管分子印迹电极的性质
• 2.3.2 聚吡咯/羧基化碳纳米管分子印迹电极的表征
• 2.3.3 DA和AA的电化学行为
• 2.3.4 条件的优化
• 2.3.5 线性范围和检测限
• 2.3.6 电极的稳定性和重现性
• 2.4 小结
• 第三章 聚吡咯/羧基化碳纳米管修饰电极的制备及对金属离子的测定
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 电极的制备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚吡咯/羧基化碳纳米管修饰电极的表征
• 3.3.2 镉离子的测定
• 3.3.3 铅离子的测定
• 3.3.4 镉和铅的同时测定
• 3.4 试样分析
• 3.5 小结
• 第四章 聚吖啶橙/碳纳米管修饰电极的构置及其应用
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 修饰电极的制备
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 POAO/MWNT膜的表征
• 4.3.2 DA在修饰电极上的电化学行为
• 4.3.3 条件的优化
• 4.3.4 线性范围与检测限
• 4.3.5 干扰试验
• 4.3.6 稳定性和重现性
• 4.3.7 样品测定
• 4.4 小结
• 第五章 聚乙烯醇/羧基化碳纳米管修饰电极测定微量铜
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 电极的制备
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 聚乙烯醇/羧基化碳纳米管膜的表征
• 5.3.2 阳极溶出伏安曲线
• 5.3.3 实验条件的选择
• 5.3.4 线性范围及检测限
• 5.3.5 电极选择性
• 5.3.6 电极的稳定性和重现性
• 5.3.7 试样分析
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 主要符号对照表
• 致谢