基于磁性納米粒子電化學(xué)傳感器的制備與應(yīng)用.pdf

1、有機磷農(nóng)藥(OP)、酚類化合物以及H2O2對人體健康及生態(tài)環(huán)境都會造成嚴重危害，這些污染物的檢測是食品安全和環(huán)境保護領(lǐng)域的重要課題。傳統(tǒng)的檢測方法操作繁瑣、耗時耗力。因此急需建立一種靈敏快捷的檢測手段。化學(xué)傳感器與生物傳感器在食品檢測和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文首先以多壁碳納米管復(fù)合材料、普魯士藍-納米金復(fù)合物(PB-Au)為修飾材料研究制備了一種H2O2傳感器，用于檢測OP。然后以普魯士藍包覆四氧化三鐵磁性納米粒子(Fe3

2、O4 MNPs@PB)為催化劑處理水體中H2O2，并用所制備的H2O2傳感器對廢水中殘留的H2O2進行了檢測。最后對基于四氧化三鐵-多壁碳納米管復(fù)合物(Fe3O4-MWCNTs)的苯酚電化學(xué)傳感器進行了研究。本論文取得了如下研究結(jié)果:
　　1、基于復(fù)合納米材料與普魯士藍-金的H2O2傳感器對農(nóng)殘的檢測
　　采用交聯(lián)的方法于多壁碳納米管(MWCNTs)表面吸附殼聚糖(CS)，之后利用CS表面的氨基與金納米粒子(GNPs)結(jié)合形

3、成金-氨鍵，進而制得納米金-多壁碳納米管-殼聚糖(GNPs-MWCNTs-CS)復(fù)合材料。將GNPs-MWCNTs-CS與PB-Au共同修飾金電極制備了一種新型的H2O2傳感器。利用制備的H2O2傳感器檢測堿性磷酸酶(ALP)催化3-吲哚酰磷酸酯二鈉鹽(3-IP)水解產(chǎn)生的H2O2，OP對ALP具有抑制作用，當(dāng)體系中有OP存在時，ALP的催化活性降低，所生成的H2O2量隨著OP量的增加而減少，因而可通過檢測H2O2的含量，間接測出OP殘

4、留量。檢測下限達2.00×10-6 mol/L，此方法應(yīng)用于小白菜中對硫磷及氧樂果殘留量的檢測，其檢測顯示為小白菜中對硫磷及氧樂果的殘留量分別為為399mg/kg、99mg/kg，回收率在90～95％之間。
　　2、Fe3O4 MNPs@PB復(fù)合納米粒子催化降解H2O2的研究
　　利用共沉淀法制備了磁性四氧化三鐵納米粒子(Fe3O4 MNPs)，并將其與FeCl3、K4[Fe(CN)6]溶液混合制得具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4M

5、NPs@PB。利用外層PB的類酶活性催化H2O2分解，由于Fe3O4MNPs具有磁性，通過磁鐵作用即可將Fe3O4 MNPs@PB從溶液中分離。在Fe3O4 MNPs@PB催化H2O2分解的反應(yīng)中，反應(yīng)的最佳酸度為pH6.0、溫度55℃、反應(yīng)時間為35 min，F(xiàn)e3O4 MNPs@PB與H2O2的最佳質(zhì)量濃度比約為74∶100、所制備的Fe3O4 MNPs@PB可循環(huán)使用4次。
　　3、基于四氧化三鐵-多壁碳納米復(fù)合物的電化學(xué)傳

6、感器檢測苯酚的研究
　　本章通過共沉淀法制備了四氧化三鐵-多壁碳納米管復(fù)合材料(Fe3O4MNPs-MWCNTs)，并將其滴涂于磁性碳糊電極表面，室溫下自然曬干即制得由Fe3O4MNPs-MWCNTs修飾的磁性碳糊電極。采用電化學(xué)交流阻抗(EIS)及循環(huán)伏安法(CV)及所制備的修飾電極進行了表征。結(jié)果表明，在pH6.5、H2O2濃度為0.02mM的體系中反應(yīng)時間為15 min時修飾電極效果最佳。將所制備的傳感器對系列濃度的苯酚進行