噻蟲嗪石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用.pdf

1、 國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：O657.3 學(xué)校代碼：10213 國(guó)際圖書分類號(hào)：543 密級(jí)：公開 工程 工程碩士 碩士學(xué)位論文 位論文 噻蟲嗪石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用 碩 士 研 究 生 ： 謝天嬌 導(dǎo) 師 ： 趙海田 副教授 副 導(dǎo) 師：楊鑫

2、 教授 申 請(qǐng) 學(xué) 位 ： 工程碩士 學(xué) 科 ： 化學(xué)工程 所 在 單 位 ： 化工與化學(xué)學(xué)院 答 辯 日 期 ： 2017 年 6 月 授予學(xué)位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 -I- 摘 要 煙堿類農(nóng)藥是目前在全球范圍使用最廣泛的殺蟲劑之一，噻蟲嗪（Thiame-thoxam，TMX）作為煙堿類農(nóng)藥的代表性化合物，目前已成為防治水稻刺吸性害蟲的主要?dú)⑾x劑，在至少 64 個(gè)國(guó)

3、家中登記使用。水稻作為我國(guó)的主要糧食作物， 為了提高其產(chǎn)量而盲目、 大量地施用噻蟲嗪導(dǎo)致的殘留問題更加令人關(guān)注。目前常用于此類農(nóng)藥檢測(cè)的色譜法雖然靈敏度高、 特異性好， 但由于儀器昂貴、需要專業(yè)人員操作等特點(diǎn)主要用于實(shí)驗(yàn)室，無(wú)法適用于農(nóng)田以及市場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查。因此構(gòu)建一種快速、高效、靈敏，且價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便的噻蟲嗪現(xiàn)場(chǎng)快檢技術(shù)具有重要的應(yīng)用意義。 本研究結(jié)合分子印跡和電化學(xué)傳感器技術(shù)，構(gòu)建了基于石墨烯的分子印跡電化學(xué)傳感器，建立了一

4、種快速、高效、靈敏、簡(jiǎn)便的針對(duì)稻谷中噻蟲嗪殘留檢測(cè)的新方法。主要研究?jī)?nèi)容如下： （1）石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器的制備及表征 以噻蟲嗪為模板分子，選取具有苯環(huán)、烯基和羥基基團(tuán)的 4-乙烯基苯甲酸作為功能單體，利用功能單體改性法取代烯基修飾劑的加入，在石墨烯（Graphene，GN）片層表面一步引入烯基和羥基基團(tuán)。采用表面分子印跡技術(shù)制備了噻蟲嗪石墨烯基分子印跡聚合材料 （MIPs-GN） ， 整個(gè)反應(yīng)過程簡(jiǎn)便易控，有效地降低了批間差異

5、。利用合成的分子印跡復(fù)合材料成功制備了對(duì)噻蟲嗪具有特異性識(shí)別能力的石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器 （MIPs-GN/GCE） 。 用 0.1%的殼聚糖（乙酸）溶液作為保護(hù)膜以提高傳感器的穩(wěn)定性；選用電化學(xué)循環(huán)伏安法洗脫模板分子，此法快速、環(huán)保，并可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模板分子是否完全洗脫。 通過掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、交流阻抗測(cè)試對(duì)石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器（MIPs-GN/GCE）的表征分析表明，均勻的分子印跡膜在石墨烯表面成功負(fù)載， 并且

6、印跡膜遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)中報(bào)道的石墨烯表面的分子印跡膜厚 （17 nm） ，僅為 2 nm。 （2）石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器吸附性能及吸附機(jī)制的研究 對(duì)石墨烯基分子印跡電化學(xué)傳感器的吸附性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并通過吸附熱力學(xué)模型和吸附動(dòng)力學(xué)模型對(duì)吸附機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：MIPs-GN/GCE對(duì)目標(biāo)分子噻蟲嗪具有特異性識(shí)別能力，并且與其結(jié)合能快速達(dá)到平衡。在噻蟲嗪及其結(jié)構(gòu)類似物同時(shí)存在時(shí)， MIPs-GN/GCE 對(duì)噻蟲嗪具有良好的選擇特異性