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天然海水介质中一氧化氮的电化学测定

作　者: 任春艳
导　师: 张正斌；刘莲生
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: 天然海水介质 一氧化氮 Nafion Co(salen) 修饰电极
分类号: P734.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 73次
引　用: 2次
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内容摘要


本研究以天然海水介质中的一氧化氮为研究对象，主要进行了以下几方面的工作：（1）确定了天然海水介质中一氧化氮的测定方法——电化学法，并对修饰电极进行了确定；（2）用两种方法对工作电极进行修饰，对每一种修饰方法都确定了最佳实验条件，从几方面对这两种修饰方法进行了比较，并且与ISO-NOPMC NO微芯片传感器进行了比较。 主要研究结果如下： 一、Nafion修饰铂电极 1．首次用Nafion修饰铂电极对天然海水介质中的一氧化氮进行了测定，确定了最佳实验条件，即反应池通氮除氧30min，NO饱和溶液的制备时间为30min，富集时间是5min，电位扫描范围0.2～1.0V，并且确定了Nafion修饰电极的检出限是1μmol／L，线性范围1～76.9μmol／L，相关性良好。精密度实验显示，本方法的标准偏差为2.04×10-2，相对标准偏差0.47％。 2．用两种方法对电极进行Nafion修饰，即吸附法和直接滴加法，对吸附法确定了电极吸附Nafion的时间为7s，时间太短无峰出现，吸附5s后有氧化峰出现。直接滴加法中在电极表面滴加2μL5％的Nafion溶液时，可以最好的起到选择性膜的作用，达到对NO测定的最好效果。 3．探讨了Nafion电极的选择性，Nafion作为阳离子交换树脂覆盖在铂电极表面，能有效阻隔海水中的杂质离子如NO2-离子的干扰，从而达到对NO的良好选择性。 4．Nafion膜具有富集NO的作用，探讨了Nafion膜富集NO的机理。天然海水介质中氧化氮的电化学钡」定二、eo（sa一en）zNanon修饰电极1.首次用Co（salen）闪afion修饰铂电极对天然海水介质中的一氧化氮进行了测 定，确定了最佳实验条件，即反应池通氮除氧30min，NO饱和溶液的制备 时间为3omin，No溶液浓度在10一6mol/L时·富集时间是3min，浓度在 10一7mol/L时富集时间是7min，电位扫描范围0.2一1 .ov，并且确定了 Co（salen）肘afion修饰电极的检出限是0.1林mol/L，线性范围是0.1一9.9林mol/L， 相关性良好。精密度实验显示，本方法的标准偏差为1 .04 x 10一2，相对标准 偏差0.24%。2.用两科，方法对电极进行Co（salen）/N afion修饰，即“一步法”和“两步法”， 对“两步法”的实验条件进行了选择，即将电极表面先修饰好Nafion膜后， 再浸泡在Co（sa1en）饱和溶液中24h即可，时间再长则峰电流反而会减小。同 时，对这两种方法修饰的电极进行了比较，确定“两步法”制得的 Co（salen）加afion修饰电极稳定性好，重现性高，本实验用“两步法”修饰 Co（salen）加afion电极。3.探讨了Co（salen）在Nafion膜上的自组装以及co（sa1en）对No的催化机理， 由于Co（sa1en）是一个四配位平面型分子，平面的上面和下面的配位均空出， 而No具有很强的亲核能力，因此，Co（salen）很容易与NO形成轴向配位， 从而催化NO在电极上的氧化反应。三、Nafion修饰电极与eo（sa里en）/Nanon修饰电极的比较1.当NO溶液浓度相同时，如浓度同为4pmol/L时，Nafion修饰电极的富集 时‘IbJ为smin，而eo（salen）/N afion修饰电极的富集时间是3min，说明Co（salen） 进入到Nafion膜后，不仅对NO有催化作用，而且可以缩短NO的富集时间。2.比较了两种修饰电极的稳定性、灵敏度，通过比较得出:Co（salen）/N aflon 修饰电极稳定性好，灵敏度高，检出限低，在测试性能方面要明显优于Nafion 修饰电极，而且co（salen）加afion修饰电极的出峰电压低，显示了良好的催 化性能。中国海洋大学周眨d匕论文四、150一NopMC NO微芯片传感器与eo（sa一en）zNafion铂修饰电极 的比较1.通过比较Co（salen）/N afion铂修饰电极和150一NoPMe No微芯片‘传感器的最 低检出限和线性范围，得出xSO一NOPMe的检出限比eo（salen）/Naflol、铂修 饰电极要低，Co（salen）闪aflon铂修饰电极的检出限为0.1林mol几，而当No 浓度为10一“mol/L时，150一NoPMc No微芯片传感器仍能有响应峰出现。 Co（salen）/N afion铂修饰电极的线性范围是0.1一9.9林mol/IJ，而一50一NoPMe NO微芯片传感器的线性范围是0.1一1 .0林mol/L，相关系数均良好。2.从三个不同的浓度范围对eo（salen）zNafion铂修饰电极和150一Nol)Me No微 芯片传感器进行了比较，结果显示150一NOPMC NO微芯片传感器比 co（salen）例afion铂修饰电极在10一“mol几数量级时在测试性能方面有明显的 优越性，在10一“mol几和10一7 mol几数量级时二者基本差不多，都显示出良 好的催化性。3.比较电极的稳定性可知，150一NOPMC NO微芯片传感器的电极使用时间为6 个月，而Co（salen）加afion铂修饰电极一般使用3一4天后就有杂峰出现了卜 因此，150一NOPMC NO微芯片传感器从稳定性方面要明显优于 Co（Salen）汹aflon铂修饰电极。

全文目录


摘要  7-10
Abstract  10-14
0 前言  14-16
1 文献综述  16-46
  1.1 NO的性质  16-17
  1.2 NO在动物体的生理作用  17-23
    1.2.1 NO的生物合成  18-19
    1.2.2 NO在生物体里的主要反应  19-21
    1.2.3 NO的毒性  21
    1.2.4 NO的生理作用  21-23
  1.3 NO在大气中的作用  23-27
    1.3.1 对平流层臭氧的破坏作用  24
    1.3.2 对酸雨的贡献  24-25
    1.3.3 在平流层中的温室效应  25-27
  1.4 NO的毒性效应  27
  1.5 NO在植物体中的作用  27-30
    1.5.1 植物NO的产生途径  27-28
    1.5.2 NO在植物中的生理效应  28-30
  1.6 海洋中的一氧化氮  30-35
    1.6.1 氮的生物地球化学循环  30-33
    1.6.2 海水中NO的来源  33-35
    1.6.3 海水中NO的化学反应  35
  1.7 NO的测定方法  35-45
    1.7.1 液相中NO的间接测定  36-39
    1.7.2 液相中NO的直接测定  39-43
    1.7.3 商品化的NO微传感器  43-45
  本论文的研究内容  45-46
2 海水介质中一氧化氮的测定  46-91
  实验部分  46-50
    2.1 样品采集和处理  46-47
    2.2 样品的分析  47-48
      2.2.1 试剂  47
      2.2.2 仪器  47-48
    2.3 工作电极的制备  48-49
      2.3.1 Nafion修饰电极的制备  48
      2.3.2 Co(salen)／Nafion修饰电极的制备  48-49
    2.4 NO的电化学测定  49-50
  结果与讨论  50-91
    2.5 Nafion修饰电极  50-60
      2.5.1 实验条件的选择  50-55
      2.5.2 电极响应变化  55-56
      2.5.3 Nafion修饰电极的线性范围和检出限  56-57
      2.5.4 Nafion修饰电极抗干扰的研究  57
      2.5.5 Nafion膜对NO富集机理的探讨  57-58
      2.5.6 精密度实验  58-59
      小结  59-60
    2.6 Co(salen)／Nafion修饰电极  60-72
      2.6.1 实验条件的选择  60-63
      2.6.2 两种方法制备的修饰电极性能的比较  63-65
      2.6.3 Co(salen)在Nafion膜中的自组装  65-66
      2.6.4 NO在Co(salen)／Nafion膜修饰电极上的催化氧化  66-67
      2.6.5 Co(salen)催化机理的探讨  67-68
      2.6.6 电极响应变化  68-69
      2.6.7 Co(salen)／Nafion修饰电极的线性范围和检出限  69-70
      2.6.8 精密度实验  70-71
      小结  71-72
    2.7 Nafion和Co(salen)／Nafion两种电极性能的比较  72-78
      2.7.1 NO浓度相同时，电极富集时间的比较  72
      2.7.2 电极稳定性的比较  72-73
      2.7.3 电极灵敏度的比较  73
      2.7.4 在不同浓度范围的比较  73-77
      小结  77-78
    2.8 ISO-NOPMC NO微芯片传感器  78-83
      2.8.1 用饱和NO溶液，校正和测定NO  79-83
      2.8.2 SNAP分解法校正和测定NO  83
    2.9 ISO-NOPMC NO微芯片传感器与Co(salen)／Nafion修饰电极的比较  83-87
      2.9.1 检出限和线性范围的比较  83-84
      2.9.2 在不同浓度范围的比较  84-85
      2.9.3 电极稳定性的比较  85-86
      小结  86-87
    2.10 本研究与国内外同类研究的比较  87-91
      2.10.1 Nafion修饰铂电极  87-88
      2.10.2 Co(salen)／Nafion修饰铂电极  88-91
参考文献  91-98
硕士期间发表论文情况  98-99
致谢  99

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋基础科学 > 海洋化学 > 海洋分析化学
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