纳米金及其复合材料的制备及对重金属离子的检测

发布时间：2019-11-08 08:47

【摘要】：重金属污染严重危害着人类身体的健康,且对水溶液的污染已经成为全世界人类所共同关心重点的焦点。因此,寻找一种能快速、灵敏检测重金属离子的方法是所有研究者的共同目标。用于检测重金属离子有很多的方法,其中电化学分析方法是目前研究最热门的研究方法。在电化学分析中,近年来纳米复合材料多用来作为电极的修饰材料,表现出优越的电化学性质。主要是因为纳米复合材料通过结合纳米材料的优异性能与功能材料所具有的特性。利用复合材料修饰电极对重金属离子进行检测,有可能会成为解决环境监测问题的有效途径。围绕该课题,该论文主要从以下几个方面进行开展:1)采用溶胶凝胶法合成纳米二氧化钛粒子,再通过自组装的合成方法制得Au/TiO_2纳米复合材料。采用透射电子显微镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)对材料做出了表征,结果表明Au NPs均匀分散在二氧化钛表面,且Au NPs的直径在5到15nm之间,通过TEM图与XRD图谱对材料的表征,TEM与XRD的表征结果证明了Au/TiO_2纳米复合材料被成功合成;同时采用该复合材料修饰金电极,采用电化学方法对修饰电极进行表征,表明了复合电极具有良好的导电性以及加快电子在修饰电极表面的转移的能力。用所得到的Au-TiO_2/chit修饰电极用于电化学检测Hg2+,并对检测条件:底液、p H值、沉积电位、沉积时间进行优化处理,在最优实验条件下测试了不同浓度与峰电流值的线性关系以及电极的稳定性、选择性等,发现Au-TiO_2是一种很好的修饰材料。2)实验提出了一种合成金-碳泡沫(Au-CFs)复合材料的新方法,采用O/W型乳液法,以酚醛树脂为碳源,氯金酸为金源与酸性催化剂通过高温碳化得到复合材料,同时对Au-CFs复合材料的形貌与结构组成通过扫描电子显微镜(SEM),TEM,XRD等进行了相关的表征。用Au-CFs复合材料修饰裸金电极,通过循环伏安法(CV)对修饰电极进行扫描获得其电化学性质。选择实验的最佳操作条件。在最佳实验条件下采用示差阳极溶出伏安法分别检测铅离子和铜离子,得到了良好的电化学响应,而且在检测中发现铅的溶出电位与铜的溶出电位之间具有较大的电位差。因此,我们推断该修饰电极能用于同时检测铅、铜两种重金属离子。在同时检测两重金属离子时,发现对铜电化学性能比单独检测铜离子时要好。3)介绍了纳米尺寸及分布密度可控的纳米金碳泡沫基复合材料的制备方法,采用O/W乳液法,通过在水相中添加三聚氰胺,利用三聚氰胺中氨基与金的强相互作用,得到高分散且尺寸小的纳米金颗粒,同时通过控制三聚氰胺的量来控制分布在碳泡沫上金纳米粒子的尺寸与密度,得到了一系列金与碳泡沫的复合材料。同样对裸金电极进行修饰,通过电化学方法对修饰电极进行表征,选择电化学性能表现最好的修饰电极用于后续实验检测铅离子,对铅离子的电化学检测表现出非常好的响应。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.1;TB383.1

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本文编号：2557754