多納米復(fù)合材料增敏印跡電化學(xué)傳感器研制及應(yīng)用.pdf

1、分子印跡聚合物(Molecularly Imprinted Polymer, MIP)是以特定分子為模板分子，經(jīng)過(guò)預(yù)組裝，聚合交聯(lián)固定，模板洗脫而產(chǎn)生與模板分子在空間結(jié)構(gòu)上高度吻合并具有多重作用位點(diǎn)的“孔穴”的高分子材料。這種具有“記憶”功能的分子印跡聚合物可以選擇性的吸附目標(biāo)分子，成為建立各種選擇性分離或檢測(cè)分析的基礎(chǔ)。MIP是一種制備簡(jiǎn)單、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫高壓對(duì)模板分子(或印跡分子)表現(xiàn)出高的親和性，將其穩(wěn)定修飾至碳電極表面能提

2、高傳感器的靈敏度。納米材料基于其大的比表面和特殊的表面效應(yīng)，被用于構(gòu)建電化學(xué)傳感元修飾材料。本文將印跡電化學(xué)技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，以多納米復(fù)合物為增敏修飾材料，制備出對(duì)目標(biāo)物質(zhì)具有專一識(shí)別性能的印跡傳感器。研究工作分別以烯基化的磁性碳納米管、Co-Ni/石墨烯、石墨烯/二硫化鉬和磁性石墨烯/碳納米管等功能化的材料為基底材料，采用多種修飾法在修飾電極的表面制備出新型分子印跡電化學(xué)傳感器，并成功用于藥物分子卡那霉素和咖啡酸以及環(huán)境污染物辛基

3、酚和四溴雙酚硫的分析檢測(cè)。具體如下：
　　一、以聚甲基丙烯酸甲酯接枝的磁性多壁碳納米管(MWCNTs/Fe3O4/PMMA)為基底材料，甲基丙烯酸為功能單體，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑，通過(guò)聚合反應(yīng)制備一種新型表面分子印跡聚合物，在殼聚糖作用下修飾至電極表面，并用于卡那霉素的分析研究。采用紅外光譜儀(FT-IR, Nicolet iS10)分析聚合物結(jié)構(gòu)，和電子顯微技術(shù)SEM, JEOL, JSM-6700F, TEM, JEM

4、1010, Japan)對(duì)卡那霉素分子印跡聚合物MIP/MWCNTs/Fe3O4/PMMA的形貌進(jìn)行表征。采用循環(huán)伏安法(CV)和差分脈沖伏安法(DPV)法以及電化學(xué)阻抗法(EIS)詳細(xì)研究。結(jié)果表明：該印跡傳感器的響應(yīng)電流與卡那霉素濃度的負(fù)對(duì)數(shù)在1.0×10?10~1.0×10?6 mol L?1范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，最低檢出限為2.3×10-11 mol L-1(S/N=3)。該印跡電化學(xué)傳感器具有較好的選擇性和靈敏度，并成功用于

5、實(shí)際樣品中痕量卡那霉素檢測(cè)，回收率為92.5-105.3％。
　　二、以電沉積技術(shù)制備的鈷-鎳雙金屬納米粒子修飾石墨烯為增敏源，辛基酚為模板分子，吡咯為聚合單體，通過(guò)電聚合法制備辛基酚印跡電化學(xué)傳感器，在優(yōu)化條件下，該印跡傳感器的響應(yīng)電流與辛基酚濃度的負(fù)對(duì)數(shù)濃度在1.0×10-10~1.0×10-7 mol L-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，最低檢出限3.6×10-11 mol L-1(S/N=3)。結(jié)果表明，鈷-鎳雙金屬納米粒子增

6、敏印跡傳感器呈現(xiàn)高選擇性和靈敏度，該印跡電化學(xué)傳感器成功用于塑料瓶、金屬瓶子和食品包裝袋中辛基酚含量的測(cè)定。
　　三、以多巴胺作為聚合單體，咖啡酸為模板分子，采用電聚合法在二硫化鉬雜化石墨烯(MoS2-Gr)復(fù)合材料修飾碳電極表面制備對(duì)咖啡酸具有特異識(shí)別性能的印跡電極。基于 MoS2-Gr復(fù)合材料具有高比表面和優(yōu)良的導(dǎo)電性，通過(guò)直接沉積技術(shù)將 MoS2-Gr復(fù)合材料修飾至在電極表面可有效提高印跡電化學(xué)傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性。采用循

7、環(huán)伏安法、差分脈沖伏安法和電化學(xué)阻抗法對(duì)該印跡電化學(xué)傳感器的性能進(jìn)行詳細(xì)表征。結(jié)果表明在1.0×10-10~1.0×10-5 mol L-1濃度范圍內(nèi)，該印跡電化學(xué)傳感器的響應(yīng)電流與咖啡酸濃度的負(fù)對(duì)數(shù)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，最低檢出限為2.0×10-11 mol L-1(S/N=3)。該印跡電化學(xué)傳感器成功應(yīng)用于白術(shù)中咖啡酸的檢測(cè)，回收率為91.8~107.3%。
　　四、以磁性石墨烯-碳納米管復(fù)合材料為修飾基質(zhì)，以四溴雙酚S為模板分