原位氮摻雜碳-金納米復(fù)合材料的制備及對重金屬離子檢測的研究.pdf

1、重金屬離子造成的水環(huán)境污染已經(jīng)嚴(yán)重威脅到自然生態(tài)環(huán)境與人類生命健康。電化學(xué)方法因其擁有著快速、簡單、靈敏、易攜帶等優(yōu)點而被廣泛運用于重金屬離子的檢測之中。然而，如何提高電化學(xué)檢測的靈敏度、選擇性仍需要科研工作者繼續(xù)努力，修飾電極材料的研發(fā)就是關(guān)鍵之一。碳基材料作為21世紀(jì)最有前途的材料以其獨特的物理、化學(xué)、電學(xué)性能被廣泛地應(yīng)用于電極的修飾材料，但是單獨的碳材料在某些方面性質(zhì)還是有一定的不足如親水性、導(dǎo)電性，為提高其電化學(xué)性能，經(jīng)常經(jīng)過摻

2、雜改性或者與其他材料進行復(fù)合等處理。本文主要制備了兩種不同形貌的原位氮摻雜碳基納米材料，并用其作為電極的修飾材料，使用電化學(xué)分析方法中的方波陽極溶出伏安法(SWASV)檢測重金屬離子。
　　主要工作如下：
　　1.通過乳液法及一步碳化合成了一種原位摻氮的多孔碳-金納米復(fù)合材料(N-PC-Au)。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等相關(guān)表征手段對材料的結(jié)構(gòu)與形貌進行表征，并使用了循環(huán)伏安法(CV)及電化學(xué)交

3、流阻抗(EIS)對其進行了電化學(xué)性能表征。將 N-PC-Au作為電極的修飾材料，采用SWASV對痕量的Hg2+離子進行檢測，探究了支持電解液、pH值、沉積時間與沉積電位這四項實驗條件，在最優(yōu)的條件下對不同濃度的Hg2+離子進行了檢測，其最低檢測限0.35 nM，遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織在飲用水中所要求的最低濃度，并研究了該電極的選擇性、抗干擾性等以及在實際水樣中的檢測，發(fā)現(xiàn)N-PC-Au是一種很好的納米修飾電極材料。
　　2.以SiO2

4、納米球為模板，制備了一種原位摻氮的空心碳球(N-HCS)納米材料，并采用相關(guān)的表征對該材料結(jié)構(gòu)與形貌進行表征，以及CV和EIS對其進行了電化學(xué)表征。將N-HCS作為電極的修飾材料，采用方波陽極溶出伏安法對Pb2+, Cu2+, Hg2+進行單獨的檢測，在最優(yōu)的條件下對不同濃度的Pb2+, Cu2+, Hg2+離子進行了檢測，其最低檢測限分別為15 nM,17 nM,2.35 nM，并研究了該電極的穩(wěn)定性、重復(fù)性等。
　　3.采用S