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基于新型碳纳米管复合材料的化学传感器研究

作　者: 万谦
导　师: 樊华；杨平华
学　校: 南昌大学
专　业: 环境工程
关键词: 碳纳米管 复合材料 化学传感器
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


目前,运用纳米材料及纳米复合材料作为化学传感器的构建材料对于建立新的高灵敏度、高选择性的分析方法有重要意义。本文采取多种方法制备了几种以碳纳米管复合材料构建的化学传感器,结合各种表征手段对其进行了研究,提出了几种对环境污染物质的分析方法。具体地说,本论文主要开展了以下几方面的研究工作：1、制备了一种纳米银／多壁碳纳米管复合材料并用其制作了化学传感器。对材料与传感器进行了表征,并研究了此化学传感器对甲基对硫磷的直接电化学,据此提出了测定甲基对硫磷的新方法。考察了各种条件对测定的影响,在最优条件下,线性范围为：2×10-6～1×10-4mol·L-1,检测限为1×10-6mol.L-1（S/N=3）。提出的方法对实际水体中的甲基对硫磷进行了测定并获得了良好的结果。2、通过电聚合亚甲基蓝于多壁碳纳米管修饰的玻碳电极上制备了化学传感器—PMB/MWNTs/GC电极。研究发现PMB/MWNTs/GC电极对苯二酚异构体的氧化表现出优异的电催化性能和选择性能,依此发展了一种同时伏安分析苯二酚的三种异构体的方法。考察了各种条件对测定的影响,在最优条件下,在1×10-6～2×10-4mol·L-1的范围内,苯二酚异构体的阳极微分峰电流与其浓度有线性关系。校正方程与回归系数分别是(浓度为10-5 mo1·L-1；电流为×10-5A)：对苯二酚：Ipa=0.2108C+0.2717, R2=0.9941;邻苯二酚：Ipa=0.2532C-0.04, R2=0.9919;间苯二酚：Ipa=0.2455C-0.0761, R2=0.9957。检测限（S／N=3）均为：5×10-7mol·L-1。对实际样品进行分析,获得了较满意的结果。3、通过电聚合甲苯胺蓝于多壁碳纳米管修饰的玻碳电极上制备了化学传感器pTB/MWNTs/GC电极。研究发现pTB/MWNTs/GC电极对苯二酚异构体的氧化表现出优异的电催化性能和选择性能,依此发展了一种同时伏安分析苯二酚的三种异构体的方法。考察了各种条件对测定的影响,在最优条件下,在5×10-5～2×10-4mol·L-1的范围内,苯二酚异构体的阳极峰电流与其浓度有线性关系。校正方程与回归系数分别是(浓度为10-5mol·L-1;电流为10-6 A);对苯二酚：Ipa=0.8855C+1.2791, R2=0.992;邻苯二酚：Ipa=1.0179C-0.5101, R2=0.9922;间苯二酚：Ipa=1.3561C+0.4099, R2=0.998。检测限（S/N=3）分别为：2×10（-6）mol·L-1对实际样品进行分析,获得了较满意的结果。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第1章 引言  10-20
  1.1 碳纳米管概述  10
  1.2 碳纳米管的制备与纯化  10-12
    1.2.1 碳纳米管的制备  10-12
    1.2.2 碳纳米管的纯化  12
  1.3 碳纳米管复合材料的制备  12-15
    1.3.1 碳纳米管/聚合物复合材料的制备  13-14
    1.3.2 碳纳米管/陶瓷复合材料的制备  14
    1.3.3 碳纳米管/金属复合材料的制备  14-15
  1.4 碳纳米管及其复合材料的应用  15-18
    1.4.1 催化剂载体  15-16
    1.4.2 氢能的存储  16
    1.4.3 环境分析  16-18
  1.5 本课题的研究意义及研究内容  18-20
    1.5.1 课题的研究意义  18
    1.5.2 研究内容  18-19
    1.5.3 研究解决的问题及创新点  19-20
第2章 纳米银/多壁碳纳米管修饰玻碳电极对甲基对硫磷的直接电化学及其分析应用  20-30
  2.1 实验部分  20-22
    2.1.1 试剂与仪器  20-21
    2.1.2 纳米银/多壁碳纳米管复合材料的合成  21
    2.1.3 构建多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWNTs/GC)  21
    2.1.4 构建纳米银/多壁碳纳米管修饰玻碳电极(nano-Ag/MWNTS/GC)  21-22
    2.1.5 分析过程  22
  2.2 结果与讨论  22-29
    2.2.1 纳米银/多壁碳纳米管复合材料的表征  22-23
    2.2.2 纳米银/多壁碳纳米管修饰玻碳电极的电化学表现  23-24
    2.2.3 甲基对硫磷在纳米银/多壁碳纳米管修饰电极的直接电化学表现  24-26
    2.2.4 支持电解质与酸度的影响  26-27
    2.2.5 预富集时间的影响  27-28
    2.2.6 校正曲线  28
    2.2.7 共存物质的干扰影响  28
    2.2.8 分析应用  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章 聚亚甲基蓝/碳纳米管/玻碳电极伏安法同时测定苯二酚异构体  30-40
  3.1 试验部分  31-32
    3.1.1 仪器与试剂  31
    3.1.2 构建聚亚甲基蓝多壁碳纳米管修饰玻碳电极(pMB/MWNTs/GC电极)  31-32
    3.1.3 分析过程  32
  3.2 结果与讨论  32-39
    3.2.1 构建pMB/MWNTs/GC电极  32-33
    3.2.2 苯二酚异构体在pMB/MWNTs/GC电极的直接电化学  33-35
    3.2.3 酸度和底液的影响  35
    3.2.4 标准曲线  35-38
    3.2.5 共存物质的干扰  38-39
    3.2.6 样品测定  39
  3.3 本章小结  39-40
第4章 聚甲苯胺蓝/碳纳米管/玻碳电极对苯二酚异构体的电化学及应用  40-50
  4.1 试验部分  41-42
    4.1.1 仪器与试剂  41
    4.1.2 构建聚甲苯胺蓝多壁碳纳米管修饰玻碳电极(pMB/MWNTs/GC电极)  41
    4.1.3 分析过程  41-42
  4.2 结果与讨论  42-49
    4.2.1 构建pMB/MWNTs/GC电极  42
    4.2.2 苯二酚异构体在pMB/MWNTs/GC电极的直接电化学  42-44
    4.2.3 酸度和底液的影响  44-45
    4.2.4 标准曲线  45-48
    4.2.5 共存物质的干扰  48
    4.2.6 样品测定  48-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章 结论与展望  50-52
  5.1 结论  50-51
  5.2 进一步工作的方向  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-61
攻读学位期间的研究成果  61

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 化学传感器
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