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水溶性CdTe量子点电化学发光及其分析应用研究

作　者: 华莉娟
导　师: 韩鹤友
学　校: 华中农业大学
专　业: 农药学
关键词: CdTe量子点电化学发光尺寸相关性半胱氨酸碳纳米管甲巯咪唑离子液体棉酚
分类号: O614.242
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

电化学发光是化学发光的一种,因为它具有试剂消耗少、分析范围宽、选择性和灵敏度高等优点,在分析化学中是一种重要的、有价值的检测方法。目前,电化学发光研究的一个重要立足点是研究新的发光试剂,进而建立新的电化学发光体系。在各种功能性纳米材料中,量子点由于其优越的光电性质而引起了国内外科学工作者的极大兴趣。随后,电化学发光结合量子点的研究迅速发展起来,短短7年时间,取得了一系列成果。因此,我们的工作是深入研究CdTe量子点的电化学发光性质及其分析应用。主要内容和实验结果如下:1.采用水热法合成了5种不同尺寸的水溶性CdTe量子点（2.25,2.50,2.77,3.12,3.26 nm）。在不加任何外加强氧化剂的、空气饱和的溶液中,使用裸玻碳电极研究了CdTe量子点的直接电化学发光性质。发现随着CdTe量子点尺寸的增加,电化学发光强度增强,电化学发光开始电势和峰电势均向正向移动。根据相关经验方程,首次对CdTe量子点电化学发光的这种尺寸相关性给出了定性的理论解释。同时对CdTe量子点电化学发光的机理进行了讨论。2.半胱氨酸是一种含有巯基的氨基酸,可以抑制CdTe量子点的电化学发光,这是由于其巯基组分很容易与溶液中的溶解氧或是电化学发光过程中溶解氧的中间态物质发生反应,从而抑制电化学发光强度。优化了反应中各种可能的影响因素。在最佳的实验条件下,CdTe量子点电化学发光强度与半胱氨酸浓度在1.3×10^-6mol/L到3.5×10^-5 mol/L的浓度范围内呈很好的线性关系,相关系数为0.996,检测限为8.7×10^-7mol/L。该方法用于实际样品（氨基酸混样和人血清样品）中半胱氨酸的检测,得到了令人满意的分析结果。与其它半胱氨酸的分析方法相比,该方法操作过程简单,选择性高。3.采用碳纳米管修饰电极研究了CdTe量子点直接电化学发光。结果显示碳纳米管层可以极大地增强水溶液中CdTe量子点的电化学发光强度,降低其电化学发光开始电位和峰电位。这意味着碳纳米管修饰电极可以避免高电势下CdTe量子点水溶液中可能产生的干扰。探讨了影响电化学发光的各种因素,在最优化的条件下,建立了一种检测甲巯咪唑的新方法,其线性范围为1.0×10^-9 mol/L到4.0×10^-7 mol/L,相关系数为0.995,这与裸电极相比,灵敏度更高。因此,碳纳米管修饰电极对于促进量子点电化学发光研究的发展具有重要意义。4.制备了离子液体修饰电极,并用于CdTe量子点的直接电化学发光研究。发现离子液体修饰层可以促进CdTe量子点电化学发光反应过程中的电化学反应,进而促进电化学发光,产生较强的电化学发光强度。棉酚因含由多个酚羟基而具有很高的化学活性,可以抑制量子点的电化学发光。基于此建立了一种高灵敏度检测棉酚的分析方法,其线性方程为I/I₀=0.9322-0.07092C(10^-7 mol/L),相关系数0.993,方法的检测限为5.0×10^-9 mol/L。用于棉籽油中游离棉酚的检测,具有较高的准确性和灵敏度。结果说明离子液体修饰电极的应用延伸了量子点电化学发光分析的应用范围。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-9
Abstract  9-11
简略词表  11-12
第一章绪论  12-24
  1. 电化学发光分析法  12-17
    1.1 电化学发光分析法的基本原理  12-13
    1.2 电化学发光定量基础  13
    1.3 电化学发光反应类型  13-15
    1.4 电化学发光试剂  15-17
  2. 量子点的电化学发光  17-23
    2.1 量子点概述  17-18
    2.2 量子点电化学发光研究概况  18-19
    2.3 量子点电化学发光机理  19-21
    2.4 量子点电化学发光方式  21
    2.5 量子点电化学发光的分析应用  21-23
  3. 本课题的设计思想及意义  23-24
第二章 CdTe量子点电化学发光的尺寸相关性研究  24-36
  前言  24-25
  1. 试剂与仪器  25-26
    1.1 试剂  25
    1.2 仪器  25-26
  2. 实验方法  26-27
    2.1 合成CdTe量子点  26
    2.2 电极的预处理  26
    2.3 电化学发光实验  26-27
  3. 结果与讨论  27-35
    3.1 CdTe量子点表征  27-29
    3.2 尺寸相关的CdTe量子点的电化学发光  29-31
    3.3 量子点尺寸与量子产率、电化学发光强度的关系  31-32
    3.4 条件优化  32-34
    3.5 可能的机理  34-35
  4. 讨论  35-36
第三章 CdTe量子点电化学发光检测半胱氨酸的新方法研究  36-46
  前言  36-37
  1. 仪器与试剂  37-38
    1.1 试剂  37
    1.2 仪器  37-38
  2. 实验部分  38
    2.1 合成CdTe量子点  38
    2.2 电极的预处理  38
    2.3 样品的制备  38
    2.4 电化学发光实验  38
  3. 结果与讨论  38-44
    3.1 CdTe量子点的紫外及荧光表征  38-39
    3.2 半胱氨酸对CdTe量子点电化学发光的影响  39-40
    3.3 条件优化  40-42
    3.4 半胱氨酸的检测  42-43
    3.5 方法的选择性  43-44
    3.6 实际样品的检测  44
  4. 结论  44-46
第四章碳纳米管对CdTe量子点电化学发光体系的增强效应研究及其分析应用  46-62
  前言  46-47
  1. 试剂与仪器  47-48
    1.1 试剂  47-48
    1.2 仪器  48
  2. 实验部分  48
    2.1 纯化碳纳米管  48
    2.2 碳纳米管/Nation膜修饰电极的制备(Han and Hiroyasu,2005)  48
    2.3 样品的制备  48
    2.4 电化学发光实验  48
  3. 结果与讨论  48-61
    3.1 CdTe量子点紫外及荧光表征  48-49
    3.2 碳纳米管表征  49-50
    3.3 CNT修饰电极对CdTe量子点电化学发光的增强作用  50-53
    3.4 条件优化  53-58
    3.5 分析应用  58-61
  4. 结论  61-62
第五章 CdTe量子点在离子液体修饰电极上的直接电化学发光及其用于棉酚的高灵敏检测  62-73
  前言  62-63
  1. 试剂与仪器  63
    1.1 试剂  63
    1.2 仪器  63
  2. 实验部分  63-64
    2.1 离子液体修饰电极的制备  63-64
    2.2 样品的制备  64
    2.3 实验过程  64
  3. 结果与讨论  64-71
    3.1 CdTe量子点紫外及荧光表征  64
    3.2 裸电极和离子液体修饰电极上CdTe量子点电化学发光现象  64-65
    3.3 条件优化  65-69
    3.4 棉酚对CdTe量子点电化学发光的作用  69-70
    3.5 标准曲线  70-71
    3.6 棉籽油中棉酚含量的检测  71
  4. 结论  71-73
全文总结  73-75
参考文献  75-86
致谢  86-87
附录  87
  研究生期间发表学术论文  87

水溶性CdTe量子点电化学发光及其分析应用研究

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