基于异原子掺杂碳材料的电化学传感器研究

发布时间：2021-05-21 03:04

　　人们的生活水平逐年提高,对生态环境、食品安全的要求也越来越高,环境污染带来的一系列生态危害问题引起了人们的重视,对环境污染物的快速识别与检测逐渐成为研究热点。碳材料因其具有优秀的物理化学性质,如比表面积较大,易修饰掺杂杂化基团提高电化学性能,高效的电子传输性能等,在环境污染物检测领域引起了人们极大的关注。但是,碳材料缺少特定的活性位点与催化识别官能团也限制了其在传感领域的应用。因此,对碳材料进行改性成为近年来电化学传感领域的研究热点。其中,用掺杂异种原子的方法对碳材料进行改性是有效的方法之一。异原子掺杂能够改善碳材料的导电性和增加催化活性位点,已有研究表明,异原子掺杂碳材料在电池、催化、气体分离和传感器等领域都有广泛的应用。本论文主要研究金属纳米颗粒改性碳材料及氮掺杂碳材料在环境污染物电化学传感方面的应用,本论文的主要工作有:基于金属纳米颗粒掺杂碳材料的铅离子传感器的构建:以钴、锌双金属沸石咪唑化合物和碳纳米管复合,并通过管式炉烧结制备了钴、氮掺杂碳材料（Co-N_x-C@MWCNTs）来检测自来水中的铅离子。锌元素的存在可能会在复合材料的表面和内部之间的复合材料上... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 电化学传感器
        1.2.1 电化学传感器简介
        1.2.2 化学修饰电极简介
        1.2.3 电化学传感器在环境监测中的应用
    1.3 碳基材料概述
        1.3.1 碳基材料
        1.3.2 氮掺杂碳材料
        1.3.3 氮掺杂碳材料的检测应用
        1.3.4 碳纳米管简介
    1.4 金属-有机框架化合物衍生多孔碳概述
        1.4.1 金属-有机框架化合物
        1.4.2 沸石咪唑类金属-有机框架化合物
        1.4.3 金属-有机框架化合物的制备方法
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料与表征方法
    2.1 实验仪器与药品试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂药品
    2.2 材料的表征与电化学测试方法
        2.2.1 材料结构表征方法
        2.2.2 材料的电化学性能测试方法
第3章 钴、氮掺杂碳应用于铅离子传感
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 Co-N_x-C@MWCNTs和 BMZIF-67 的制备
        3.2.2 修饰电极制备及电化学表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 电极修饰材料的结构表征
        3.3.2 修饰电极的电化学表征
        3.3.3 电化学检测Pb(II)条件的优化
        3.3.4 DPASV检测铅离子
        3.3.5 Co-N_x-C@MWCNTs修饰电极的抗干扰能力
        3.3.6 Co-N_x-C@MWCNTs/GCE的再现性、重复性和稳定性
        3.3.7 Co-N_x-C@MWCNTs/GCE的实际应用研究
    3.4 本章小结
第4章 氮掺杂多孔碳应用于氯霉素传感
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 氮掺杂多孔碳材料的制备
        4.2.2 修饰电极制备及检测方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 电极修饰材料的结构表征
        4.3.2 NPC修饰玻碳电极的电化学表征
        4.3.3 电化学检测条件的优化
        4.3.4 DPASV检测CAP
        4.3.5 NPC/GCE的再现性、重复性、稳定性和抗干扰能力研究
        4.3.6 NPC/GCE应用于蜂蜜中CAP的检测
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Pt纳米颗粒在氮掺杂空心碳微球上的高分散负载及其氧还原性能（英文）[J]. 张小华,钟金娣,于亚明,张云松,刘博,陈金华.  物理化学学报. 2013(06)
[2]椅型碳纳米管电子结构与长度效应[J]. 章永凡,李俊,张明昕,周立新.  化学学报. 2002(02)



本文编号：3198924