基于分子印迹—碳纳米管的双酚A电化学传感器的制备

论文摘要

双酚A（BPA）具有三致效应和内分泌干扰性,且在世界各地的水体中均有检出,被认为是一种典型的内分泌干扰物,BPA等环境激素的环境行为及风险评价是目前环境领域的研究热点。由于环境样品的复杂性或现场检测要求,具有快速、高灵敏性、高选择性特点的分析方法成为限制相关研究的关键问题。本研究基于碳纳米管独特的电子传导性和吸附性,以及分子印迹聚合物（MIPs）的特异性识别性能,使用热聚合方法在多壁碳纳米管（MWNTs）修饰的玻碳电极（GCE）表面合成BPA分子印迹膜,构建一种对水中BPA具有高灵敏性和高选择性响应的新型分子印迹电化学传感器,应用线性扫描伏安法（LSV）对水中BPA进行检测。通过测定印迹膜电极MIP／MWNTs／GCE和MIP／GCE对相同浓度BPA的响应,证实了MWNTs的加入有效地提高了传感器表面的电子传导速率,从而提高了传感器对目标分子识别的灵敏度。在优化条件下,LSV响应峰电流与BPA浓度成线性关系的浓度范围为0.1-10mg／L,检测限达到0.0242mg／L（S／N=3）。选取与BPA结构相似的酚类化合物,包括对硝基苯酚、苯酚、间苯二酚和对苯二酚作为干扰物质,在相同的条件下,印迹膜电极对BPA的LSV电流响应分别是干扰物质的46.5、25.0、14.4、16.1倍,显示了该电极具有良好的选择性。本研究首次将碳纳米管和分子印迹技术结合起来用以检测水体中的BPA,发展了一种BPA检测的新方法,将为水中的双酚A等环境内分泌干扰物的高灵敏度现场检测提供重要的技术支撑,对实现正确快速的环境风险评价、突发环境事件预警具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 双酚A概述
• 1.1.1 双酚A的基本性质、用途和危害
• 1.1.2 水体中双酚A的来源和分布
• 1.1.3 水体中双酚A的常用分析方法
• 1.2 分子印迹技术概述
• 1.2.1 分子印迹技术的产生和发展
• 1.2.2 分子印迹技术的基本原理和特点
• 1.2.3 分子印迹聚合物的制备条件
• 1.2.4 分子印迹聚合物的制备方法
• 1.2.5 分子印迹膜的制备方法
• 1.3 分子印迹电化学传感器概述
• 1.3.1 分子印迹电化学传感器的检测原理和分类
• 1.3.2 分子印迹电化学传感器的制备方法
• 1.3.3 分子印迹电化学传感器的应用
• 1.4 碳纳米管概述
• 1.4.1 碳纳米管的结构和性质
• 1.4.2 碳纳米管的性能和应用
• 1.4.3 碳纳米管的制备方法
• 1.5 课题来源及研究背景、目的、内容和意义
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 研究背景和目的
• 1.5.3 研究内容和意义
• 2 电聚合法制备双酚A分子印迹电化学传感器
• 2.1 实验材料、仪器和试剂
• 2.1.1 实验材料与仪器
• 2.1.2 化学试剂
• 2.2 双酚A分子印迹膜电极的制备
• 2.2.1 多壁碳纳米管修饰钛电极的制备
• 2.2.2 分子印迹膜电极的制备
• 2.3 电化学测定方法
• 2.4 结果和讨论
• 2.4.1 印迹膜电极的表征
• 2.4.2 印迹膜电极对双酚A的吸附能力
• 2.5 本章小结
• 3 原位引发聚合法制备双酚A分子印迹电化学传感器
• 3.1 实验材料、仪器和试剂
• 3.1.1 实验材料与仪器
• 3.1.2 化学试剂
• 3.2 在碳纳米管修饰钛电极上制备双酚A分子印迹膜
• 3.2.1 碳纳米管修饰钛电极的制备和纯化
• 3.2.2 分子印迹膜电极的制备
• 3.2.3 印迹膜电极的表征
• 3.3 在碳纳米管修饰玻碳电极上制备双酚A分子印迹膜
• 3.3.1 多壁碳纳米管修饰玻碳电极的制备
• 3.3.2 分子印迹膜电极的制备
• 3.3.3 电化学测定方法
• 3.3.4 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 4 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢