绿色合成石墨烯负载纳米金复合材料用于电化学检测六价铬

发布时间：2017-10-20 05:25

  本文关键词：绿色合成石墨烯负载纳米金复合材料用于电化学检测六价铬

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【摘要】：纳米材料因其独特的性质被广泛用于修复水体环境污染物,目前化学合成方法在纳米技术发展中起着积极作用,但是化学合成法存在成本高、耗能和二次污染等问题导致无法大规模原位修复。成本低廉和无二次污染的“绿色”合成纳米材料是发展纳米环境修复技术的前沿研究课题之一。目前绿色合成纳米材料主要利用其表面效应和量子效应在污染物的降解和吸附方面应用广泛,鲜少利用绿色纳米材料的导电及催化性能应用于电化学检测。因此,本文提出一种创新性的绿色合成纳米材料联合电化学检测技术用于灵敏性和选择性检测溶液中六价铬离子。首先,主要探讨绿色合成纳米金属材料的最佳条件,结果发现绿茶提取液可以作为最佳的“绿色”还原剂用于制备纳米材料。绿茶提取液中含有茶多酚、咖啡因等有机物,不仅可以作为还原剂,同时作为保护剂防止纳米颗粒团聚。首先成功利用绿茶提取液合成纳米铁颗粒,并探讨了不同反应气氛对合成纳米铁组分和性能的影响。实验结果表明纳米铁具有更好的吸附性和还原性而导电性能差。其次,选择具有强导电性的纳米金作为研究对象,利用绿茶提取液成功合成出平均粒径为27 nm的纳米金颗粒,并采用自组装技术将纳米金颗粒修饰到玻碳电极表面制备出新型绿色环保电化学传感器,通过一系列电化学表征分析,发现绿色合成纳米金修饰电极对六价铬离子具有好的灵敏度和低的检测限(0.67)由于绿色还原石墨烯(RGO)具有生物相容性和导电性的优异性质,在纳米金属材料的合成过程中引入RGO作为载体,成功合成出纳米金/还原石墨烯(nano-Au/RGO)复合材料,并将此复合材料沉积在玻碳电极表面制备出新功能化电化学传感器。该传感器的制备过程完全符合“绿色”合成路线,还原石墨烯的引入不仅为溶液中离子提供吸附位点,同时增强了修饰电极的导电性能。通过对复合材料的结构表征分析,结合对修饰电极的电化学性能测试,进一步深入探讨nano-Au/RGO复合材料修饰电极对溶液中六价铬的检测灵敏度和选择性能。
【关键词】：绿色合成 纳米铁 纳米金 还原石墨烯 复合材料 六价铬离子
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.1
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-11
• 绪论11-21
• 1 研究背景11-12
• 2 纳米金属材料和还原石墨烯的合成方法12-17
• 2.1 物理方法12
• 2.2 化学方法12-13
• 2.3 绿色合成方法13-17
• 3 纳米材料修饰电极的制备方法17-18
• 3.1 化学吸附法17
• 3.2 共价键合法17-18
• 3.3 自组装法(Self-Assembling)18
• 4 六价铬的检测方法18-20
• 4.1 传统检测方法18
• 4.2 电化学检测18-20
• 5 研究内容和创新点20-21
• 5.1 研究内容20
• 5.2 创新点20-21
• 第1章 反应气氛对绿色合成纳米铁的组分及其活性的影响21-29
• 1.1 前言21-22
• 1.2 材料和方法22-23
• 1.2.1 实验材料22
• 1.2.2 主要仪器22
• 1.2.3 不同气氛下绿色合成纳米铁颗粒(GT-Fe NPs)22-23
• 1.2.4 实验过程23
• 1.3 实验结果与讨论23-28
• 1.3.1 三种气氛合成纳米铁SEM分析23-24
• 1.3.2 三种气氛合成纳米铁EDS分析24-25
• 1.3.3 三种气氛合成纳米铁XPS分析25-26
• 1.3.4 三种气氛合成纳米铁FTIR分析26-27
• 1.3.5 纳米铁去除亚甲基蓝(MB)27-28
• 1.4 本章小结28-29
• 第2章 绿色合成纳米金修饰玻碳电极电化学检测六价铬29-39
• 2.1 前言29-30
• 2.2 实验材料和方法30-31
• 2.2.1 主要试剂和仪器30
• 2.2.2 纳米金的合成30-31
• 2.2.3 纳米金修饰电极31
• 2.3 结果与讨论31-37
• 2.3.1 紫外可见光谱分析31-32
• 2.3.2 XRD分析32-33
• 2.3.3 SEM分析33
• 2.3.4 XPS分析33-34
• 2.3.5 电化学表征34-37
• 2.4 本章小结37-39
• 第3章 绿色还原石墨烯/纳米金复合材料灵敏性检测六价铬离子39-49
• 3.1 前言39-40
• 3.2 材料和方法40-41
• 3.2.1 化学试剂40
• 3.2.2 主要仪器40
• 3.2.3 还原石墨烯的制备40-41
• 3.2.4 纳米金/还原石墨烯修饰玻碳电极41
• 3.3 结果与讨论41-47
• 3.3.1 SEM-EDX分析41-42
• 3.3.2 XRD分析42
• 3.3.3 TG分析42-43
• 3.3.4 Raman分析43
• 3.3.5 电化学表征43-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 结论和展望49-51
• 4.1 结论49-50
• 4.2 展望50-51
• 参考文献51-61
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果61-63
• 致谢63-65
• 索引65-67
• 个人简历67-71

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本文编号：1065481