NWCHTs-IL-SPCE的制备及在铅镉分析中的应用研究

论文摘要

本文以多壁碳纳米管（MWCNTs）和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIM]PF6）做修饰剂,制备了一种新型多壁碳纳米管/离子液体/丝网印刷碳电极修饰电极（MWCNTs-IL-SPCE）。采用扫描电镜、循环伏安和交流阻抗对该修饰电极进行了表征,研究了铅镉离子在该修饰电极上的电化学溶出伏安响应,并用该修饰电极结合溶出伏安法测定食品样中的铅镉含量。主要研究内容如下1.多壁碳纳米管/离子液体/丝网印刷碳电极（MWCNTs-IL-SPCE）的制备和表征。0.02g MWCNTs和300μL [BMIM]PF6可以很好的研磨成凝胶,该凝胶具有黏性,能在电极表面黏涂一层MWCNTs-IL薄膜。扫描电镜显示该凝胶能均匀黏涂在工作电极表面。修饰电极在K3[Fe（CN）6]溶液中的循环伏安和交流阻抗结果说明,MWCNTs-IL能加快电极表面电子转移速率。考察了铅镉离子在MWCNTs-IL-SPCE上的溶出伏安响应,发现有低浓度碘离子存在时,能有效提高铅镉的溶出峰,且溶出峰峰型尖锐、溶出曲线基线平稳。2.构建了MWCNTs-IL-SPCE差分脉冲溶出伏安法检测铅的方法。优化差分脉冲溶出伏安的测定条件：电解质溶液为0.1mol/L NaAC-HAC缓冲液,pH值4.5,I-浓度为0.006mol/L,沉移电位-1.1V,沉积时间240s。在此优选条件下得到的线性范围为2～600μg/L,回归方程为Y（μA）=0.23004+0.01965X（μg/L）,相关系数R为0.99926,检出限0.63μg/L。用该方法结合二次加标对茶叶中的痕量铅进行了测定,测量结果与ICP-MS测定值进行t检验,无显著性差异。3.构建了MWCNTs-IL-SPCE方波溶出伏安法检测镉的方法。优化方波溶出伏安的测定条件：电解质溶液为0.1mol/L NaAC-HAC缓冲液,pH值4.5,I-浓度为0.004mol/L,沉积电位-1.0V,沉积时间300s。在此优选条件下得到的线性范围为10～500μg/L,回归方程为Y（μA）=-0.45448+0.08275X（μg/L）,相关系数R为0.99886,检出限1.17μg/L。用该方法结合二次加标对干食用菌中的痕量镉进行了测定,测量结果与ICP-MS测定值进行t检验,无显著性差异。4.初步研究了MWCNTs-IL-SPCE线性扫描溶出伏安法同时检测铅镉的方法。虽然线性扫描溶出伏安法灵敏度不够高,但分辨率高,两溶出峰可以很好的分开。优化线扫描溶出伏安的测定条件：电解质溶液为0.2mol/L NaAC-HAC缓冲液,pH值4.6,I-浓度为0.02mol/L,沉积电位-1.1V,沉积时间300s。上述建立的两种方法灵敏度高、重现性好,可用于食品中痕量铅镉简单、经济的检测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 重金属的污染与危害
• 1.2 电化学分析法检测重金属元素
• 1.2.1 离子选择性电极法
• 1.2.2 极谱法
• 1.2.3 溶出伏安法
• 1.3 化学修饰电极
• 1.3.1 化学修饰电极概述
• 1.3.2 CME的修饰方法
• 1.3.3 碳纳米管在化学修饰电极中的应用
• 1.3.4 离子液体在化学修饰电极中的应用
• 1.4 课题研究内容及意义
• 1.4.1 研究目标和内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.4.3 选题意义
• 1.5 创新点
• 第2章 多壁碳纳米管-离子液体修饰丝网印刷碳电极的制备及表征
• 2.1 试验部分
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 电极选择及预处理
• 2.1.3 多壁碳纳米管的酸化
• 2.1.4 MWCNTs-IL-SPCE的制备
• 2.1.5 试验方法
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 多壁碳纳米管的红外光谱
• 2.2.2 MWCNTs-IL-SPCE的表面形貌
• 2.2.3 MWCNTs-IL-SPCE的电化学表征
• 2.2.4 MWCNTs-IL-SPCE的交流阻抗谱
• -的化学作用'>2.2.5 1^-的化学作用
• 2.2.6 MWCNTs-IL-SPCE的电化学响应
• 2.3 小结
• 第3章 多壁碳纳米管-离子液体修饰电极差分脉冲溶出伏安法检测茶叶中的痕量铅
• 3.1 试验部分
• 3.1.1 仪器与试剂
• 3.1.2 MWCNTs-IL-SPCE的制备
• 3.1.3 MWCNTs-IL-SPCE的活化
• 3.1.4 茶叶样品的微波消解
• 3.1.5 分析方法
• 3.1.6 检测原理
• 3.1.7 定性定量原理
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 检测条件的优化
• 3.2.2 修饰电极的使用次数与一致性
• 3.2.3 工作曲线与线性范围
• 3.2.4 干扰离子的影响
• 3.2.5 茶叶样品的测定及回收率试验
• 3.3 小结
• 第4章 多壁碳纳米管-离子液体修饰电极方波溶出伏安法检测干食用菌中的镉#35
• 4.1 试验部分
• 4.1.1 仪器与试剂
• 4.1.2 MWCNTs-IL-SPCE的制备
• 4.1.3 MWCNTs-IL-SPCE的活化
• 4.1.4 样品的微波消解
• 4.1.5 分析方法
• 4.1.6 检测原理
• 4.1.7 定性定量原理
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 检测条件的优化
• 4.2.2 修饰电极的使用次数与一致性
• 4.2.3 工作曲线与线性范围
• 4.2.4 干扰离子的影响
• 4.2.5 样品的测定及回收率试验
• 4.3 小结
• 第5章 多壁碳纳米管-离子液体修饰电极线性扫描溶出伏安法同时检测镉铅的初步研究
• 5.1 试验部分
• 5.1.1 仪器与试剂
• 5.1.2 MWCNTs-IL-SPCE的制备
• 5.1.3 MWCNTs-IL-SPCE的活化
• 5.1.4 分析方法
• 5.1.5 检测原理
• 5.1.6 定性定量原理
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 检测条件的优化
• 5.3 小结
• 第6章 结论和展望
• 参考文献
• 附录 英文缩略表
• 研究生期间发表论文
• 致谢