基于聚噻吩纳米复合材料修饰电极的环境小分子污染物的检测

发布时间：2017-04-09 05:24

  本文关键词：基于聚噻吩纳米复合材料修饰电极的环境小分子污染物的检测，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：环境小分子污染物是指分子量较小的污染物,一般包括重金属、环境雌激素、有机氯农药和有机磷农药等。本文主要针对环境雌激素的代表物质之一双酚A,分别采用纳米复合材料和生物材料构建新型传感器,实现了对双酚A的检测。主要工作如下:1.利用电化学聚合法将噻吩和铂依次聚合包覆在碳纳米管材料上,制备出检测双酚A的电化学传感器。聚噻吩是导电聚合物,本身具有良好的导电性能,加入的碳纳米管可显著提高导电聚合物的导电性能和吸附能力,加入的铂能够增强电化学传感器的催化氧化能力。制备了新型双酚A传感器,并对双酚A进行了电化学检测。同时对多壁碳纳米管和聚噻吩混合溶液的比例,氯铂酸溶液的浓度,聚合扫描圈数,双酚A溶液pH值进行了优化。在最优的实验条件下,修饰电极对双酚A在5.0×10-8 mol·L-1到4.0×10-7 mol·L-1的浓度范围内呈现出良好的线性关系,检测限为3.0×10-9 mol·L-1。该传感器制备简便,重现性好,能够实现对双酚A的快速检测。2.通过双酚A适配体和金电极间的金硫键作用,以及DNA链碱基配对作用,将含羧基的CdS纳米团簇修饰在金电极表面,制备DNA生物探针,通过分子荧光技术实现对双酚A的测定。对DNA孵育时间,孵育温度,双酚A的反应时间和双酚A溶液的pH值进行优化选择。在最优实验条件下,修饰电极对双酚A的检测在1.0×10-10 mol·L-1~1.0×10-5 mol·L-1的浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限为2.0×10-11 mol·L-1,为检测环境样品中的双酚A提供了一种新的方法,具有广阔的应用前景。3.利用电感耦合等离子体-质谱分析,通过对镉离子的定量分析,实现了双酚A的检测。电感耦合等离子体-质谱技术常用于无机离子等的检测,对检测环境要求较高,通过与传感器技术的联用能扩大其待测物的种类,弥补检测的缺陷,实现传统技术的创新应用。本工作利用适体构建双酚A的生物传感器,在双酚A存在下,适体与双酚A结合,释放出CdS纳米粒子,通过ICP-MS测定Cd2+离子的含量间接测定双酚A含量。在最佳的实验条件下,对双酚A浓度在1.0×10-11mol·L-1到1.0×10-6 mol·L-1的范围内呈现良好的线性关系,检测限为5.0×10-12mol·L-1。传感器技术和电感耦合等离子体-质谱检测技术之间的联用,具有较好的可选择性和较高的灵敏度,检测范围宽且检出限较低,能够用于双酚A的痕量检测。
【关键词】：双酚A聚噻吩 多壁碳纳米管 硫化镉 电感耦合等离子体-质谱
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X830
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 前言10-32
• 1.1 环境小分子污染物简介10-15
• 1.1.1 环境雌激素10-11
• 1.1.2 双酚A11-13
• 1.1.3 双酚A的检测技术13-15
• 1.2 电化学分析法15-19
• 1.2.1 电化学分析法的简介15-16
• 1.2.2 电化学分析法的应用16-17
• 1.2.3 电化学传感器17-19
• 1.3 纳米材料19-25
• 1.3.1 纳米材料概述19
• 1.3.2 聚噻吩及其衍生物19-21
• 1.3.3 碳纳米管材料21-24
• 1.3.4 铂纳米粒子24-25
• 1.4 荧光探针25-28
• 1.4.1 荧光概述25-26
• 1.4.2 荧光分子探针26-27
• 1.4.3 DNA荧光生物传感器27-28
• 1.5 电感耦合等离子体-质谱28-29
• 1.6 课题意义与研究内容29-32
• 第二章 MWCNT/PTh/Pt NP复合纳米材料修饰电极的双酚A电化学传感器的制备与性能研究32-48
• 2.1 引言32-33
• 2.2 实验部分33-36
• 2.2.1 试剂33-34
• 2.2.2 仪器34
• 2.2.3 MWCNT的氧化34
• 2.2.4 MWCNT和噻吩混合溶液的制备34-35
• 2.2.5 MWCNT/PTh/Pt NP修饰电极的制备35
• 2.2.6 实验条件的优化35
• 2.2.7 BPA的电化学检测35-36
• 2.3 结果与讨论36-47
• 2.3.1 BPA的电化学检测原理36
• 2.3.2 MWCNT/PTh/Pt NP修饰电极的形貌表征36-37
• 2.3.3 MWCNT/PTh/Pt NP修饰电极的循环伏安曲线37-39
• 2.3.4 MWCNT和噻吩用量比例的优化39
• 2.3.5 氯铂酸浓度的优化39-40
• 2.3.6 扫描圈数的优化40-41
• 2.3.7 p H的优化41-42
• 2.3.8 MWCNT/PTh/Pt NP修饰电极对BPA的电化学检测42-44
• 2.3.9 MWCNT/PTh/Pt NP修饰电极检测BPA的选择性44-45
• 2.3.10 几种BPA传感器的线性范围和检出限的比较45-46
• 2.3.11 MWCNT/PTh/Pt NP修饰电极的重现性和稳定性46
• 2.3.12 BPA回收率的研究46-47
• 2.4 本章小结47-48
• 第三章 基于Cd S量子点的BPA的DNA荧光生物传感器的制备和性能研究48-66
• 3.1 引言48-50
• 3.2 实验部分50-54
• 3.2.1 试剂50-51
• 3.2.2 仪器51-52
• 3.2.3 Cd S量子点的合成52
• 3.2.4 DNA贮备液的制备52
• 3.2.5 裸金电极和适配体修饰电极的性能检测52
• 3.2.6 DNA-Cd S的制备52-53
• 3.2.7 DNA荧光生物传感器的制备53
• 3.2.8 标准溶液的制备53
• 3.2.9 DNA荧光生物传感器对BPA的检测53-54
• 3.3 结果与讨论54-64
• 3.3.1 实验原理54-55
• 3.3.2 DNA荧光生物传感器的形貌表征55-56
• 3.3.3 DNA荧光生物传感器特性的研究56
• 3.3.4 缓冲溶液p H值的优化56-57
• 3.3.5 BPA反应时间的优化57-58
• 3.3.6 DNA孵育温度的优化58-59
• 3.3.7 DNA孵育时间的优化59-61
• 3.3.8 DNA荧光生物传感器对BPA的检测61-62
• 3.3.9 DNA荧光生物传感器检测BPA的选择性62-63
• 3.3.10 DNA荧光生物传感器的重现性和稳定性63
• 3.3.11 BPA回收率的研究63-64
• 3.4 本章小结64-66
• 第四章 DNA荧光生物传感器和电感耦合等离子体-质谱法检测BPA66-74
• 4.1 引言66-67
• 4.2 实验部分67-70
• 4.2.1 试剂67-69
• 4.2.2 仪器69
• 4.2.3 BPA传感器的制备69-70
• 4.2.4 标准溶液的配制70
• 4.2.5 BPA传感器的检测70
• 4.3 结果与讨论70-73
• 4.3.1 实验原理70
• 4.3.2 Cd Cl2标准溶液的检测70-71
• 4.3.3 电感耦合等离子体-质谱法对BPA的检测71-72
• 4.3.4 BPA传感器的性能72-73
• 4.3.5 BPA回收率的研究73
• 4.4 本章小结73-74
• 结论与展望74-76
• 参考文献76-88
• 致谢88-90
• 攻读硕士学位期间已发表或待发的学术论文目录90-91

【参考文献】

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本文编号：294565