离子液体中聚(3-溴噻吩)的电化学合成和电色效应研究

以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体[BMIM]PF₆既作为溶剂又作为支持电介质, 通过恒电流、循环伏安等方法制备聚(3-溴噻吩)(PBrT)膜. 采用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对PBrT膜的结构和形貌进行表征, 用热重和差热分析法(TG-DTA)研究聚合膜的热稳定性, 并利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、计时电流和计时吸收曲线研究该聚合膜电化学和电致变色的特性. 研究结果表明, 与传统方法比较, 在离子液体[BMIM]PF₆中制备的PBrT膜更致密、光滑, 具有良好的氧化还原可逆性和充放电能力, 电活性高, 热稳定性好. 以该方法制备的PBrT膜颜色变化明显, 响应时间快(0.5 s), 同时由于离子液体具有电位窗宽、导电率高、可循环利用等优点, 因此在电化学聚合等方面具有良好的应用前景.     

超声-伏安法对饮用水中痕量铅(Ⅱ)和铜(Ⅱ)的检测研究

以金纳米粒子修饰玻碳电极为工作电极,采用超声-微分脉冲阳极溶出伏安法连续测定饮用水中痕量铅(Ⅱ)和铜(Ⅱ).通过原子力显微镜(AFM)对金纳米粒子的形貌和大小进行表征,对超声波提高伏安检测信号的工作机理作了比较详细的探讨.实验结果表明,超声波-伏安法提高了方法的灵敏度,与传统的微分脉冲伏安法相比,Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的峰电流分别增大10倍和8倍.Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)离子在质量浓度10～250 μg·L-1和5～200 μg·L-1范围内成良好的线性关系,相关系数分别为0.9943和0.9985.在含有50 μg·L-1 Pb(Ⅱ)和20 μg·L-1 Cu(Ⅱ)的溶液中重复测定9次,其相对标准偏差为3.5%和2.2%,Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的检出限分别为0.3 ng·mL-1和0.1 ng·mL-1.该方法成功应用于饮用水中痕量Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的检测,方法简便可靠,具有实际应用意义.     

聚罗丹明B/碳纳米管修饰玻碳电极对亚硝酸盐的灵敏检测

以聚罗丹明B/碳纳米管复合材料修饰玻碳电极(PRh B/CNTs/GCE)为工作电极,通过电催化氧化法应用于亚硝酸盐的灵敏检测。采用循环伏安法(CV)、示差脉冲伏安法(DPV)和安培法考察了NO-2在PRh B/CNTs/GCE上的电化学行为和电催化机理。研究结果表明,与单一PRh B/GCE相比,NO-2的氧化电压明显下降(124 m V),氧化电流提高79%。PRh B/CNTs/GCE对亚硝酸盐的电催化氧化机理是2电子参与的不可逆反应。采用DPV法检测高浓度NO-2,氧化电流与多种NO-2浓度区间呈良好的线性关系,线性范围分别为2~25μmol/L(Ip=94.92 cNO-2+0.05,r2=0.992 3)、35~500μmol/L(Ip=20.32cNO-2+2.65,r2=0.995 8)和500~8 000μmol/L(Ip=10.74cNO-2+8.64,r2=0.997 7)。采用安培法检测低浓度NO-2,其线性范围为0.25~5μmol/L(Ip=0.14cNO-2+0.01,r2=0.993 5),灵敏度为143.50μA·L·mmol-1,方法检出限低至0.08μmol/L。该PRh B/CNTs/GCE具有良好的选择性、抗干扰能力和稳定性,成功应用于实际样品中亚硝酸盐的定量测定,加标回收率为98.3%~102.0%。     

新型液晶高分子膜的制备及其电光性能

采用聚合相分离原理制备了一种电光性能优良的新型液晶高分子膜—— PDLC膜. 从应用角度出发, 创新性地使用白光而非可见光区某一波长的光表征PDLC膜的性能参数, 如对比度、工作电压、响应视角等, 测试结果表明该膜工作电压为20 V、响应视角150°以上、寿命达105数量级且性能稳定, 同时比较了基片材质的影响, 发现塑料ITO基片制备的PDLC膜对比度性能更优越, 且容易制成大面积、可折叠的显示器件, 有着更广泛的应用价值. 该膜在传感器以及分析仪器元器件如新型光栅等方面已显示出其潜在的应用前景.     

石墨烯-壳聚糖复合物修饰电极构建电化学免疫传感器对1-芘丁酸的检测研究

采用石墨烯(GS)和壳聚糖(CS)复合膜修饰玻碳电极(GS-CS/GCE),利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)(4∶1)活化GS-CS/GCE,共价固定多环芳烃抗体(anti-PAHs),构建灵敏度高、稳定性好的非标记电流型免疫传感器,用于1-芘丁酸(PBA)的检测。运用扫描电子显微镜对GS-CS复合膜的形貌进行表征。在pH 7.0含10 mmol/L K3Fe(CN)6和0.1 mmol/L KCl的磷酸盐溶液中,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法研究修饰电极表面的电化学性质,并考察了免疫传感器的电化学性能。研究表明,由于石墨烯和壳聚糖的协同作用,GS-CS修饰的玻碳电极在Fe(CN)64-/3-溶液中的峰电流明显增大,有利于提高免疫传感器的灵敏度。在优化实验条件下,电极表面的anti-PAHs抗体固定量显著提高,增强了电极的分子识别性能。由于anti-PAHs抗体-抗原结合物的导电性较差,免疫传感器的峰电流随着待测溶液中PBA浓度的增大而减小,PBA浓度在0.1～80μg/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.03μg/L。该免疫传感器重现性好、特异性强,用于实际样品的测定,回收率为90%～105%。     

石墨烯-壳聚糖-纳米金修饰的免疫传感器应用于1-芘丁酸的检测研究

本文采用石墨烯(GS)-壳聚糖(CS)-纳米金(Nano-Au)复合材料修饰玻碳电极,构建性能良好的生物识别界面,制备一种无标记的电流型免疫传感器,并应用于1-芘丁酸(PBA)的高灵敏检测。研究结果表明,GS、CS和Nano-Au的协同作用,极大地提高了anti-PAHs抗体在电极表面的覆盖量,从而提高了免疫传感器的灵敏度和检测性能。采用示差脉冲伏安法(DPV)对PBA进行检测,PBA在0.001~10ng/mL和10~200ng/mL浓度范围内与峰电流值呈良好的线性关系,检出限为0.001ng/mL。该传感器应用于实际水样中痕量PBA的检测,加标回收率为90%~105%。     

金纳米粒子/碳纳米管修饰电极对4 壬基酚的电催化氧化及检测研究

制备了金纳米粒子/碳纳米管修饰玻碳电极(AuNPs-CNTs/GCE),采用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了4-壬基酚在修饰电极上的电化学行为,并建立了一种灵敏简便地检测4-壬基酚的电化学方法。优化了pH值、扫描速率、富集时间等测定参数,并计算出pH值与氧化峰电压、扫描速率与氧化峰电流之间的数量关系。在pH 10.0的BR缓冲溶液中,4-壬基酚在AuNPs-CNTs/GCE上出现灵敏的氧化峰,氧化电位为0.51 V。与裸玻碳电极(GCE)和单一碳纳米管修饰电极(CNTs/GCE)相比,AuNPs-CNTs/GCE明显提高了4-壬基酚的氧化电流。在优化实验条件下,4-壬基酚的浓度分别在0.05～4μmol/L和6～14μmol/L范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系,检出限为0.023μmol/L,对于实际样品测定的回收率为95%～104%。该修饰电极具有良好的重现性和稳定性,可用于环境样品中4-壬基酚的直接检测。     

土壤中多环芳烃修复技术的研究进展

近年来我国的土壤污染问题日益严重,严重危害着人类的生活环境与身体健康,其中主要的有机污染物之一为多环芳烃(PAHs)。PAHs作为一种持久性有机污染物在全球范围内广泛存在,其主要污染来源于人为因素。由于PAHs复杂的杂环芳环结构、较强的疏水性和较高的热稳定性等,使其在土壤中不易自然降解因而具有较高的持久性。本文综述PAHs的主要污染来源、暴露途径及其对人体的危害,并从物理、化学和生物三个方面简要介绍土壤中PAHs的修复方法,并分析每种方法的优势以及面临的挑战。新兴的修复技术结合三种修复技术的优点,具有更好的修复效果和应用前景,但仍存在着一些亟待解决的问题。期望本文能为土壤中PAHs的修复提供借鉴,并为今后的研究方向提供新的思路。     

纳米TiO2膜负载聚(3-溴噻吩)的电化学聚合和电色效应研究

本文以纳米多孔的TiO2膜为基底,通过恒电流阳极聚合的方法制备聚(3-溴噻吩) (PBrT)膜,并研究负载在纳米TiO2膜上PBrT的电致变色性能。采用原子力显微镜(AFM)对纳米TiO2膜的形貌进行表征。利用紫外吸收光谱、计时安培法、计时吸收法研究PBrT膜的电致变色性能。结果显示,沉积在纳米多孔TiO2膜上的PBrT具有更优越的电致变色性能。PBrT膜氧化态时为亮红色,还原态时为深蓝色,颜色的对比度为22%,库仑效率为70%,着色效率为191.3 cm2 C-1（还原态）,88.9 cm2 C-1（氧化态）,该聚合膜具有良好的记忆效应。PBrT/TiO2优异的电致变色性能使其成为良好的电致变色材料,在电致变色器件方面具有潜在的应用价值。