纳米金属氧化物对鲁米诺电化学发光增敏作用的研究与应用

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本文研究了纳米MnO2的制备并讨论了表面活性剂对产品的影响。通过把纳米MnO2添加到鲁米诺溶液(pH=12.5)中,以及用溶胶-凝胶法修饰在铂电极表面,寻找纳米MnO2对鲁米诺电化学发光的最佳增敏含固量。在此基础上采用溶胶-凝胶法把纳米MnO2和鲁米诺同时修饰于铂电极表面,制得纳米MnO2修饰的ECL电极。合成了纳米TiO2,通过把纳米TiO2添加到鲁米诺溶液(pH=12.5)中,寻找纳米TiO2对鲁米诺电化学发光的最佳增敏含固量。将纳米TiO2修饰在铂电极表面,其增敏效果更加明显,可以获得更稳定的发光信号和更高的信噪比。在此基础上将纳米TiO2和鲁米诺同时固定于铂电极表面,制得纳米TiO2修饰的ECL电极。实验结果表明,在相同条件下,该电极的电化学发光强度和电化学发光性能比鲁米诺ECL电极以及纳米MnO2修饰的ECL电极都要优异。实验发现,纳米TiO2修饰的ECL电极的发光强度与过氧化氢在一定浓度范围内成线性关系,可用于过氧化氢浓度的测定,检测下限可达1×10-8mol/L。以葡萄为应用对象,该检测体系可用于综合评估其抗氧化能力,以每克水果消耗过氧化氢毫克数mgH2O2/g为单位,葡萄肉汁为1.57,葡萄籽为4.72,即葡萄籽的抗氧化能力要显著强于葡萄肉。进一步通过紫外-可见吸收光谱法及用滤光片测定鲁米诺和活性氧的电化学发光光谱探讨了纳米TiO2增敏鲁米诺电化学发光的机理。研究结果表明,原因有两点:一、鲁米诺分子被吸附在纳米TiO2表面,近距离接触使得能量传递成为可能。二、在外加电压的情况下,纳米TiO2催化产生活性氧,活性氧将能量传递给鲁米诺,从而增强了鲁米诺电化学发光强度。在成功制得电化学发光电极的基础上,本文研究开发了一套流动注射电化学发光检测器。
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