基于碳材料和离子液体的电化学传感器研究

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碳材料因其优异的导电性能和良好的电催化特性在电化学以及电分析化学领域中得到越来越广泛的应用。离子液体是一种特定阳离子和阴离子构成的在室温下呈液态的物质。离子液体具有溶解能力强,导电性好,蒸汽压低,毒性低,电位窗宽和良好的电化学稳定性等优点,使其在化学各领域得到了广泛的应用。基于碳材料和离子液体的优异特性,本论文制备了几种碳材料/离子液体复合修饰电极并用来研究几种环境内分泌干扰物、生物分子以及药物分子的电化学传感行为,并在此基础上建立了它们的分析检测方法。这些研究结果拓展了碳材料和离子液体在电分析化学中的应用,具有重要意义。研究的主要内容有:  (1)制备了基于碳纳米管(CNTs)和离子液体(IL)复合物的电化学传感器,可同时测定五羟色胺(5-HT)和多巴胺(DA)。所制备的CNTs-IL复合修饰电极对5-HT和DA的测定有良好的选择性和较高的灵敏度,并且消除了抗坏血酸的干扰。在最佳条件下,5-HT的检测线性范围为20 nM~7μM,检出限为8 nM,DA的检测线性范围为0.1~12μM,检出限为60 nM。用此修饰电极测定了人血液中的5-HT和DA,结果令人满意。  (2)用CNTs-IL复合修饰电极研究了环境干扰物双酚A(BPA)的电化学行为。这种修饰电极对BPA的氧化有很好的催化作用。与裸玻碳电极,BPA在CNTs-IL复合修饰电极上的阳极峰电流显著提高,并且峰电位发生了负移。因此,提出了一种简单而灵敏的BPA电化学检测方法,BPA的检测线性范围为0.08μM~7μM,检出限可达42 nM。该方法可检测多种塑料中的BPA含量。  (3)首次将ILs和乙炔黑(AB)进行复合,建立了一个新的电化学传感平台。在AB-IL复合胶修饰电极上研究了橙皮甙的电化学行为和分析特性。所制备的电极具有电子传导速率快、背景电流低、富集效率高、灵敏度高等优点。在最佳条件下,橙皮甙峰电流与其浓度在0.18μM~20μM范围内呈良好的线性关系,检出限可达14 nM。此传感器已成功地应用于中药中橙皮甙含量的检测。  (4)基于多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰,制备了一种简单、灵敏的电化学传感器,并将其应用于氟他胺的分析检测。研究了氟他胺在MWCNTs膜修饰电极上的电化学行为。MWCNTs修饰电极对氟他胺的电化学反应有着良好的电催化作用。优化了氟他胺的测定参数。在最佳条件下,氟他胺峰电流在0.2μM~10μM范围内与其浓度呈现良好的线性关系,检出限可达70 nM。此方法可应用于实际样品中氟他胺的测定。
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