铁卟啉LB膜及溶解氧探测

发布时间：2017-04-16 05:06

  本文关键词：铁卟啉LB膜及溶解氧探测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：氧探测在工业控制、环境监测、医学以及人们日常生活等方面都有广泛应用,因而发展快速、灵敏、高效的氧气检测方法与技术具有重要意义。血红素是人体和哺乳动物体内血液中必不可少的物质,主要负责体内氧气的运输和传递。氯化血红素(铁卟啉)是人工合成血红素的氯化物,其化学性质与血红素相似。作为氧气的载体,在一定条件下可以探测氧气。近年来,铁卟啉修饰膜电极在催化及探测氧气方面表现出很好的应用前景。本文用LB技术制备了铁卟啉LB膜并对其进行一系列不同条件热处理,实现了其电化学性能优化。通过紫外可见吸收光谱及红外光谱进行分析,并对其红外峰进行指认,分析热处理对铁卟啉LB膜红外峰的影响;以优化的铁卟啉LB膜为工作电极,用三电极系统对其进行循环伏安扫描,考察了电极对不同浓度溶解氧的探测性能;考察了测试体系含有不同浓度铁卟啉时对LB膜电极氧探测效果的影响。结果表明,铁卟啉LB膜在经过不同条件热处理优化后,铁卟啉分子与ITO玻璃基底结合紧密有序,导致其B带的紫外可见吸收峰蓝移,Q带吸收峰减少。红外吸收光谱特征峰的数量随着热处理温度和时间的变化发生规律性的变化。热处理温度为60°C,热处理时间为3小时的样品因卟啉环形变,具有更好的电化学活性;选择该热处理条件的样品对含有不同浓度溶解氧的KCl溶液进行溶解氧探测,随着溶解氧浓度的线性增加,循环伏安曲线电流随着浓度的增加而呈现规律性的增加,不同的循环伏安曲线之间的区分度很好,响应也较快;当测试体系含有铁卟啉分子时,溶液中的铁卟啉与电极上的铁卟啉通过轴向配位形成聚合物,不同浓度的循环伏安曲线之间区分度降低,响应速度降低。紫外可见吸收光谱表明,铁卟啉LB膜电极探测溶解氧时,LB膜上的卟啉分子会捕获溶液中的氧,再与溶液中的自由移动的卟啉分子结合,形成了三明治结构的氧加合物。进一步的实验表明,用电化学沉积方法得到的铁卟啉膜电极对于溶解氧的探测响应速度低、区分度低而且线性也不好。这说明铁卟啉LB膜电极对于溶解氧检测具有明显的优势。
【关键词】：铁卟啉LB膜 溶解氧探测 循环伏安 共轭体系 区分度
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 引言10
• 1.2 金属卟啉的研究概况10-16
• 1.3 血红素16-17
• 1.4 铁卟啉LB膜修饰电极17-22
• 1.4.1 LB(Langmuir-Blodgett)膜制备技术17-19
• 1.4.2 LB膜的常用表征方法19-20
• 1.4.3 卟啉LB膜研究进展20-22
• 1.5 氧气传感器的研究进展22-27
• 1.5.1 氧气传感器种类22-23
• 1.5.2 金属卟啉修饰膜电极在探测氧气方面的研究进展23-27
• 1.6 论文研究的意义及内容27-29
• 第二章 实验过程及手段29-34
• 2.1 样品的制备29-31
• 2.1.1 实验试剂及实验器材29
• 2.1.2 样品的制备29-31
• 2.2 紫外-可见分光光度法表征31-32
• 2.3 红外光谱表征32
• 2.4 电化学表征32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 铁卟啉LB膜的光谱特性34-52
• 3.1 铁卟啉LB膜的紫外可见吸收光谱34-36
• 3.2 经过热处理的铁卟啉LB膜的紫外可见吸收光谱36-41
• 3.3 铁卟啉LB膜的红外光谱41-49
• 3.4 最佳热处理温度的选择49-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 铁卟啉LB膜对溶解氧的探测52-60
• 4.1 溶解氧和铁卟啉对铁卟啉LB膜电化学行为的影响52-53
• 4.2 溶解氧的影响53-57
• 4.3 溶液中铁卟啉的影响57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-61
• 参考文献61-67
• 硕士期间所取得的科研成果67-68
• 后记和致谢68

【参考文献】

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本文编号：310048