二氧化锆/石墨烯复合材料对亚硝酸盐的电化学传感研究

制备了一种二氧化锆/还原氧化石墨烯(ZrO_2NPs/r GO)复合材料修饰电极的亚硝酸盐电化学传感器,并成功用于亚硝酸盐的检测。采用循环伏安法和电流-时间曲线考察了修饰电极的电化学行为。实验结果表明,ZrO_2NPs/r GO复合材料修饰电极对亚硝酸盐具有良好的电流响应。在最优实验条件下,电流-时间曲线中的电流响应信号与亚硝酸盐浓度在3.0×10^(-7)~1.0×10^(-6)mol/L和1.0×10^(-6)~6.0×10^(-6)mol/L的范围内呈良好的线性关系,检测限为1.0×10^(-7)mol/L(S/N 3)。该传感器灵敏性高、稳定性和重现性好。使用此传感器检测实际样品香肠中的亚硝酸盐的回收率为93.7%~110.4%,相对标准偏差为1.6%~2.1%。

基于多壁碳纳米管增敏的2,4-D二氧化硅凝胶分子印迹电化学传感器的构建

采用电聚合方法,在壳聚糖分散的多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面制备了对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)具有特异性识别位点的SiO2凝胶分子印迹薄膜.用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、差示脉冲伏安法(DPV)和扫描电子显微镜(SEM)对SiO2凝胶分子印迹膜进行了表征,对印迹传感器的选择性、稳定性和重现性进行了研究和探讨.结果表明,当2,4-D的浓度在1.0×10-9~1.0×10-5 mol·L-1范围内,探针分子电流与浓度的负对数呈现良好的线性关系,线性回归方程为I(μA)=-0.9791gC+10.533,相关系数为r=0.9957,检测限为0.48 nmol·L-1.用于苹果表皮上2,4-D的含量检测,结果令人满意.

NADH在稀土杂多核氰桥混配物/壳聚糖/玻碳化学修饰电极上的直接电化学氧化

利用电沉积法制备了Yb-In-Co-MoO24-杂多核氰桥混配物预修饰的玻碳电极,并以该修饰电极为基底,在其表面旋涂壳聚糖,成功制备了一种新型的复合修饰电极.采用示差脉冲伏安法研究了NADH在修饰电极上的电催化氧化行为,与裸电极相比,NADH在修饰电极上的氧化峰电位负移了大约20 mV,氧化峰电流增加了约10倍,NADH的氧化峰电流与其浓度在4～1 000μmol.L-1的较宽范围内呈良好的线性关系;通过计时库仑法测得复合膜修饰电极上NADH电氧化反应的表观异相催化速率常数为9.94×10-3 cm.s-1.此外,实验结果表明,新制备的电极在含NADH的溶液中用循环伏安预扫描15圈后,工作电极上NADH的峰电流测量值趋于稳定,一定程度上消除了因电极的毒化作用对测定结果产生的影响,复合修饰膜中的两种修饰物对NADH的电化学氧化过程有明显的协同催化作用.

系列巯基苯基卟啉自组装膜的光谱和电化学性质

考察了系列巯基苯基卟啉自组装膜的光谱及电化学特征。结果表明,与溶液中巯基苯基卟啉的光谱相比,自组装膜中卟啉分子的吸收和荧光光谱均发生了明显变化,随着卟啉分子中巯基数目的增加,其荧光峰依次发生红移;不同巯基苯基卟啉自组装膜修饰电极对电解液中电对的电子转移阻碍能力不同,由5,10-二[4-(3-巯基丙氧基)-苯基]-15,20二苯基卟啉形成的卟啉自组装膜的阻碍作用最强,膜表面覆盖度最致密。

液体阴极辉光放电分析溶液中的痕量铅

以铂针尖为阳极,毛细管穿入石墨碳棒且其顶端溢出的液体为阴极,构建了一种小型化的液体阴极辉光放电发射光谱(LCGD-OES)分析系统,并将其用于溶液中Pb的测定。研究了放电电压、溶液流速、电解质种类、溶液pH等对发射强度的影响,同时用Pb标准物质(GBW(E)080399)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对LCGD-OES的分析性能进行了评价。结果表明,最优的分析条件为:放电电压650V,pH=1.0的HNO_3为电解质,溶液流速4.5mL/min。Pb的校准曲线线性关系良好,相关系数R^2为0.9913,相对标准偏差(RSD,n=10)为0.5%,检出限为0.380mg/L,功率低于55W。本法对Pb标准物质的测试结果与标准值吻合良好,相对误差为10.0%;对实际水样的测量结果与ICP-OES的测试结果基本一致,样品回收率分别为112.43%和102.81%。以上结果表明,LCGD系统具有稳定性好、灵敏度高、精密度好、准确度高等优点,可以作为一种便携式分析仪器用于水体中Pb的直接检测。

壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶的制备及对Cu2＋和Cd2＋的吸附

以丙烯酸(AA)和壳聚糖(CS)为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用辉光放电电解等离子体(GDEP)技术在水溶液中一步引发制备了壳聚糖/聚丙烯酸(CS/PAA)水凝胶。采用FTIR、XRD和SEM对水凝胶的结构和形貌进行了表征,考察了溶液p H、吸附时间和初始质量浓度对Cu^(2+)和Cd^(2+)吸附的影响,探讨了水凝胶的重复利用性。结果表明:AA成功接枝到了CS链上,形成了具有多孔三维网络结构的CS/PAA水凝胶;该水凝胶对Cu^(2+)和Cd^(2+)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式;在最佳吸附p H下(p H=4.3),吸附120 min,CS/PAA水凝胶对Cu^(2+)和Cd^(2+)的最大实际吸附量分别为151.2和298.8 mg/g;该水凝胶在0.015mol/L乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)溶液中吸附解吸4次后,吸附量变化不大,说明CS/PAA水凝胶具有优异的再生和重复利用性。

聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)水凝胶对孔雀石绿的吸附研究

以AM和AA为单体,MBA为交联剂,在水溶液中利用GDEP引发一步制得P(AM-co-AA)水凝胶并研究了其对阳离子型染料MG的吸附特性。考察了pH、吸附时间,初始浓度等因素对吸附性能的影响,同时探讨了可能的吸附机理。结果表明,最佳的吸附pH为5.6,吸附时间为4 h,P(AM-co-AA)水凝胶对MG的吸附行为符合动力学准二级反应和Langmuir吸附等温式,用Langmuir吸附模型计算得到P(AM-co-AA)水凝胶对MG的最大吸附量为934.6 mg/g。

坡缕石/聚乙二醇/丙烯酸水凝胶的表征及其对阳离子染料的吸附性能

采用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对辉光放电电解等离子体引发制备的坡缕石/聚乙二醇/丙烯酸(PGS/PEG/AA)水凝胶的结构和形貌进行了表征。研究了其对阳离子型染料亚甲基蓝、结晶紫、孔雀石绿和罗丹明B的吸附行为,考察了p H值、吸附时间对吸附性能的影响,同时探讨了可能的吸附机理。结果表明,PGS、PEG和AA发生接枝共聚形成水凝胶,组分间相容性好,表面呈现褶皱和深浅不均匀的孔洞;吸附的最佳pH值为6.2左右,吸附时间为3h,吸附动力学符合准二级模型,阳离子染料在PGS/PEG/AA上的吸附是由离子交换、氢键、范德华力等共同作用的物理化学过程。

石墨烯-金纳米粒子复合膜修饰电极的制备及对双酚A的测定

采用电化学还原技术,通过一步电沉积制备了石墨烯-金纳米粒子复合膜修饰电极（ERGO-Au/GCE）.采用透射电子显微镜（TEM）和循环伏安（CV）法对修饰电极进行了表征,并研究了双酚A（BPA）在该修饰电极上的电化学行为.结果表明,所制备的复合物修饰电极对双酚A有明显的电催化效果.在pH=6.0的磷酸盐缓冲溶液中,双酚A在0.3～1.0 V扫描电位范围内有1个不可逆的氧化还原峰出现.在优化的条件下,双酚A的浓度在3.00×10^-8～1.30×10^-5mol/L范围内与其氧化峰电流呈线性关系,检出限为1.0×10^-8mol/L（S/N=3）.将该修饰电极用于饮用水和塑料制品中双酚A含量的测定,回收率为96.4%～103.5%.

VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂及其对染料吸附性能

研究了溶液p H、盐浓度对辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸)〔VMT/P(AMPS-co-AA)〕复合高吸水树脂的溶胀行为的影响,考察了染料p H、吸附时间、染料浓度等对树脂吸附量的影响,同时对树脂的吸附-解吸重复利用性能进行了测试。结果表明,VMT/P(AMPS-co-AA)具有高吸水性、p H敏感性、盐敏感性以及高吸附性。该树脂在蒸馏水中的最大溶胀率达到822.4 g/g,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)的吸附量分别可达2 027.8、2 171.8和883.2 mg/g。在p H=6.5和25℃下,其对染料的吸附行为符合动力学准二级模型,该树脂还具有一定的吸附-解吸性能和重复利用性能。

坡缕石/聚乙二醇/丙烯酸水凝胶的合成及性能测试

在水溶液中,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,坡缕石(PGS)、聚乙二醇(PEG)和丙烯酸(AA)为原料,用辉光放电电解等离子体(GDEP)引发聚合技术一步制备坡缕石/聚乙二醇/丙烯酸(PGS/PEG/AA)水凝胶.对合成过程中GDEP的影响因素,如放电电压、放电时间进行了优化.探讨了水凝胶的溶胀动力学行为,研究了不同pH溶液、盐浓度对水凝胶胀率的影响以及反复吸液功能,初步测试了PGS/PEG/AA水凝胶对阳离子染料的吸附行为.结果表明,该水凝胶具有pH敏感性、盐敏感性和可逆溶胀-消溶胀行为,其对阳离子染料有较高的吸附量.

辉光放电电解等离子体法制备羧甲基纤维素/聚乙二醇/丙烯酸高吸水性复合材料及其溶胀性能

在水溶液中,以丙烯酸(AA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚乙二醇(PEG)为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,用辉光放电电解等离子体(GDEP)引发制备羧甲基纤维素/聚乙二醇/丙烯酸(CMC/PEG/AA)高吸水性复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和热重分析对复合材料的结构、形貌和热稳定性进行了表征;研究了复合材料在蒸馏水、雨水、0.9%NaCl溶液、黄河水和自来水中的溶胀行为。结果表明,CMC、PEG和AA发生接枝共聚形成高吸水性复合材料,组分间相容性好,表面出现深浅不均匀的沟壑、孔洞和凹槽,热稳定性能良好;复合材料在蒸馏水、雨水和0.9%NaCl溶液中的最大平衡溶胀率分别约为935 g/g、689 g/g、78 g/g;在黄河水和自来水中溶胀动力学行为表现出过溶胀平衡特性,即材料先发生溶胀,达最大值后再逐渐消溶胀到平衡。

液相阴极辉光放电原子发射光谱法高灵敏测定精铜矿中的铅和锌

由于重金属毒性大,且在环境、动物和人体器官中易积聚,因而在矿石开采、冶炼和加工之前,监测其中的微量重金属显得尤为重要。著名的原子光谱仪器,如原子荧光光谱(AFS)、原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体(ICP)等已广泛用于各种样品中元素的检测,但它们体积大、能耗高、价格昂贵、气体消耗大,这些缺点严重阻碍了野外现场的连续监测。为了满足分析仪器的微型化趋势,1993年Cserfalvi开发了一种电解液阴极放电原子发射光谱(ELCAD-AES)技术并将其用于分析检测中。该装置中,待测溶液以8～10mL·min^(-1)的流速从细管顶端溢出,然后沿管壁流入装满电解液的35mL储液池中,以溢出溶液的液面作为放电阴极,在和流动液体电极相距2～4mm处放一金属W(Ti)棒为阳极,细管浸入电解液并尖端向上弯曲超出储液池液面1～3mm,细管顶端溢出的液体流入储液池并通过其中的碳棒与电源负极相连,从而构建放电系统。从那时起,为了提高激发效率和放电稳定性,人们对ELCAD进行了大量改进。基于ELCAD的特点,通过改进放电装置,建立了一种新的液相阴极辉光放电(LCGD)分析系统。该系统中,放电在直径0.5mm的铂针阳极和内径1mm的毛细管顶端溢出的溶液阴极之间的间隙中产生。毛细管上端和铂丝之间的间隙为2mm,毛细管插入石墨管且露出石墨管的距离为2.5mm。样品溶液以4.5mL·min^(-1)从毛细管顶端溢出流经石墨管上的凹槽,石墨管和电源负极连接。与ELCAD相比,LCGD的优点在于:Pt针做阳极,可形成尖端放电,从而降低能耗(<60W),提高激发效率;蠕动泵管上打结,可降低泵的脉动性,提高放电的稳定性;石墨管链接电源负极,删除ELCAD中的储液池,使样品消耗更少。为了评估方法的分析性能,用LCGD测定了HNO_3-HCl消化的精铜矿样品中的铅和锌。系统研究了放电稳定性以及放电电压、溶液流速、支持电解质和溶液pH对发射强度的影响,并将LCGD与其他ELCAD的分析性能进行比较。此外,用ICP对LCGD的测试结果进行验证,t检验分析两种结果的差异性。结果表明,当电压从620升高到680V,发射强度逐渐增大,这是因为电压升高,激发能量增大,单位体积内激发的金属原子增多,激发效率提高。考虑到放电稳定性,选择650V为最佳放电电压。当流速从2.5增加到4.5mL·min^(-1)时,发射强度增加,这是由于流速增加导致进入放电区的样品量增加,发射强度增强;流速高于4.5mL·min^(-1)后,发射强度有下降的趋势,这是由于水荷载的增加引起放电区能量密度降低以及过量水加热消耗了用于激发样品的能量,导致激发能量降低。因此,选择最佳流速为4.5mL·min^(-1)。pH=1的HNO_3具有较高的激发强度,因而选择pH=1为最佳pH。最佳条件下,Pb和Zn的检出限分别为0.38和0.59mg·L^(-1),相对标准偏差分别为0.9%和1.2%,功率低于60W。实验中的检出限与其他类似方法所测结果有一定差距,这可能与所选谱仪有关。固定激发波长下研究发现,放电过程有较好的稳定性。矿石样品中Pb和Zn的回收率在87.6%～107.4%,LCGD测试结果与ICP基本一致,两种方法基本无显著性差异。与ICP相比,LCGD具有低能耗、高激发效率、小型便携等优点。随着进一步改进,有望开发出可用于实时、在线检测金属元素的微型化仪器。

辉光放电电解等离子体法制备VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂

在水溶液中,以蛭石(VMT)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸(AA)为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,用辉光放电电解等离子体(GDEP)引发制备蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸)[VMT/P(AMPS-co-AA)]复合高吸水树脂。考察了放电电压、放电时间、蛭石用量和交联剂用量对复合高吸水树脂吸水溶胀性能的影响,并采用FTIR、XRD、SEM、TG对复合高吸水树脂的结构、形貌和热稳定性进行了表征,探讨了可能的引发聚合机理。结果表明,VMT表面的羟基与AMPS和AA中的CC键发生接枝共聚形成了无机/有机无定形共聚物,该材料表面呈现粗糙、多孔的结构,热稳定性良好,GDEP引发是一个自由基引发的链增长过程。

液体阴极辉光放电原子发射光谱法测定盐矿中的K、Ca、Na、Mg

以铂针尖为阳极,毛细管顶端溢出的液体为阴极,建立了一种新型的液体阴极辉光放电原子发射光谱(LCGD-AES)分析检测系统。利用该系统同时测定了格尔木化肥厂盐矿中K、Ca、Na和Mg的含量。研究了放电电压、溶液流速、电解质种类、溶液pH值、干扰物对发射强度的影响,同时与离子色谱(IC)的测量结果进行比较。结果表明,在放电电压650 V、溶液流速3 m L·min^(-1)、pH 1. 0的HNO3作为电解液时,K、Ca、Na和Mg的检出限(LOD)分别为0. 100 0、0. 048 0、0. 002 4和0. 003 9 mg·L^(-1),相对标准偏差(RSD)分别为0. 57%、1. 8%、0. 94%和1. 8%。LCGD-AES对盐矿中K、Ca、Na、Mg的测试结果与IC的测定结果基本一致,样品回收率为95. 4%～108%。

离子液体分散液-液微萃取-高效液相色谱法测定酞酸酯类化合物

以疏水性离子液体1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([OMIm]PF6)为萃取剂,甲醇为分散剂,采用新型的超声波辅助(USA)分散液-液微萃取(DLLME)与高效液相色谱(HPLC)联用对黄河水样和城市生活污水水样中痕量邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)进行了富集分离和测定,优化了萃取条件.在1.00～500μg.L-1范围内色谱峰面积与酞酸酯(PAEs)浓度成良好的线性关系(R>0.995 0);对于10.0μg.L-1加标混合样品,平均加标回收率在88.2%～91.8%,相对标准偏差在3.12%～6.70%之间(n=5),检出限(S/N=3)在0.01～0.07μg.L-1范围内.建立的方法应用于黄河水样和城市生活污水水样中酞酸酯类化合物(PAEs)的富集与分析,实验结果具有良好的精密度和准确度.

甲醇在有序化氰桥混配物修饰铂电极上的电催化氧化

用卵磷脂-AOT-曲通X-100体系溶致液晶软模板制备了有序化氰桥混配物膜修饰的铂电极.通过SEM表征了修饰电极的表面形貌,采用循环伏安和计时电流法研究了甲醇在该修饰电极上的电催化氧化行为.结果表明,用氢气泡脱除软模板法可使修饰的氰桥混配物高度有序化;在此修饰电极上,甲醇的电催化氧化峰电流密度与未有序化同类物修饰的铂电极相比增加了约50%,且对甲醇的电催化氧化过程具有更好、更稳定的协同催化作用.

pH敏感性水凝胶的制备及其性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸(AA)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,通过化学引发聚合制备了具有互穿网络结构的聚乙烯醇/丙烯酸(PVA/PAA)水凝胶.用红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)对其结构、热稳定性和形貌进行了表征.研究了溶胀动力学,探讨了pH及盐浓度对水凝胶溶胀性能的影响,考察了该凝胶在不同pH介质中对药物异烟肼的控制释放行为.结果表明,PVA/PAA水凝胶具有良好的pH敏感性和离子强度敏感性,其在pH=1.20的缓冲溶液中对异烟肼的累积释放率明显大于在pH=7.40和pH=6.86的缓冲溶液中.

CuInSe_2/氰桥混配物复合修饰光电极的制备及其光电性质

利用电沉积法在氰桥混配物预修饰的玻璃碳电极上再沉积CuInSe2半导体材料,制备了一种复合型修饰光电极(Eu-Fe-Mo/CuInSe2)。以含Cu2+、In3+、SeO23-及柠檬酸钠的酸性水溶液为电镀液,通过优化寻找到电镀液中最佳的Cu∶In∶Se料液比例,用恒电位电沉积法可以制备出具有良好光电效应的复合型修饰光电极。用SEM、EDS技术对复合修饰光电极的表面形貌及其修饰材料的元素组成进行了表征;以60 W的普通日光型白炽灯为光源,采用开路电压和计时安培法研究了该复合修饰光电极的光电性质。测得该光电极的响应光电压大于30 mV,响应光电流密度大于8.9×10-6A/cm2。实验结果表明,该复合修饰光电极呈现典型p型半导体的光电性质。

卟啉微纳米材料的制备及应用研究进展

综述了卟啉微纳米材料合成的制备方法,以及将其作为传感、光电器件等应用的研究进展。卟啉类化合物是广泛存在于自然界重要的生物分子,其独特的平面骨架和共轭大π结构,使之成为分子组装体系中优良的构筑基元。制备的卟啉微纳米材料因其良好的光、热稳定性,已被广泛用于分析化学、仿生、催化及材料科学等领域。