新型化學(xué)修飾電極的構(gòu)建及其在COD檢測(cè)中的應(yīng)用和碳量子點(diǎn)的制備及其性質(zhì)研究.pdf

1、化學(xué)需氧量（COD）是評(píng)價(jià)水體污染程度的重要綜合指標(biāo)之一，指一定條件下，水體中的還原性物質(zhì)被強(qiáng)氧化劑氧化消耗的氧化劑所對(duì)應(yīng)的氧的濃度。隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的日益加劇，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。目前，我國(guó)測(cè)定COD的標(biāo)準(zhǔn)方法主要是重鉻酸鉀法，該方法準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好，應(yīng)用最為廣泛。但是重鉻酸鹽法操作過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)，測(cè)定成本高，二次污染較嚴(yán)重；受回流裝置的限制，難以同時(shí)分析大批量樣品。為了改進(jìn)以上缺點(diǎn)，縮短分析時(shí)間，實(shí)現(xiàn)COD的在線

2、監(jiān)測(cè)，研發(fā)快速、靈敏、簡(jiǎn)便的環(huán)境監(jiān)測(cè)新方法和新技術(shù)顯得十分重要。運(yùn)用納米材料，如納米碳材料、納米金屬和金屬氧化物材料、有機(jī)聚合膜及其相關(guān)的復(fù)合材料作為修飾電極是當(dāng)前化學(xué)修飾電極發(fā)展的新方向，對(duì)于提高分析方法的靈敏度和選擇性具有重要意義。基于此，本文構(gòu)建了兩種新型的化學(xué)修飾電極，可以靈敏、快速、簡(jiǎn)便地電化學(xué)檢測(cè)COD并成功應(yīng)用于地表水COD的檢測(cè)分析，具體的內(nèi)容與結(jié)果如下:
　　1、以Co(NO3)2為前驅(qū)體，利用恒電位氧化技術(shù)在玻

3、碳電極表面原位制備出納米鈷氧化物敏感膜。直接以湖水水樣為研究對(duì)象，考察了沉積電位、沉積介質(zhì)、沉積時(shí)間以及Co2+的濃度對(duì)COD響應(yīng)信號(hào)的影響規(guī)律并成功調(diào)控了納米鈷氧化物敏感膜的形貌，結(jié)果表明納米鈷氧化物敏感膜能顯著提高COD的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)，建立了一種簡(jiǎn)便、靈敏、快速測(cè)定COD的電化學(xué)方法，在COD值為1.7 mg L?1到170 mg L?1的范圍內(nèi)，其響應(yīng)信號(hào)與COD值呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。該方法的檢出限為1.1 mg L?1。為驗(yàn)證

4、鈷氧化物敏感膜的實(shí)際應(yīng)用，將新方法應(yīng)用于不同湖泊水水樣的COD值測(cè)定，測(cè)定結(jié)果與重鉻酸鉀法測(cè)定結(jié)果有很好的一致性。
　　2、以Co(NO3)2和CuCl2為前驅(qū)體通過(guò)電化學(xué)沉積法在金電極表面原位制備出了微納米銅鈷合金敏感膜。在此基礎(chǔ)上，以葡萄糖為電化學(xué)測(cè)定COD的標(biāo)準(zhǔn)物，系統(tǒng)考察了改變Cu2+、Co2+離子濃度比、沉積電流、沉積介質(zhì)以及沉積時(shí)間對(duì)響應(yīng)信號(hào)的影響規(guī)律并成功調(diào)控了微納米 Cu-Co敏感膜的形貌。結(jié)果表明，所制備的微納米

5、Cu-Co敏感膜能顯著提高COD的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)，并利用安培檢測(cè)法實(shí)現(xiàn)了COD的快速電化學(xué)測(cè)定，其線性范圍為1.92 mg L?1—768 mg L?1，基于3倍信噪比的檢出限為0.609 mg L?1。將此方法用于實(shí)際水樣COD的測(cè)定，重復(fù)性高，并與國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行了對(duì)比，測(cè)定結(jié)果與國(guó)標(biāo)方法結(jié)果相吻合。
　　3、熒光碳量子點(diǎn)（Carbon dots）作為一種新型的碳納米材料，在近年來(lái)引起了廣泛關(guān)注。碳量子點(diǎn)的粒徑一般小于10 nm。

6、碳量子點(diǎn)相對(duì)于傳統(tǒng)熒光染料和半導(dǎo)體量子點(diǎn)往往表現(xiàn)出良好的熒光強(qiáng)度、較強(qiáng)的穩(wěn)定性、可調(diào)控的發(fā)射波長(zhǎng)、較高的溶解性、很好的生物相容性等特點(diǎn)，因此越來(lái)越被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞成像，藥物傳輸、小分子傳感檢測(cè)、生命科學(xué)等。本文第四章以葡萄糖和葉酸為前驅(qū)體通過(guò)熱解法合成了高量子產(chǎn)率的磷摻雜碳量子點(diǎn)（量子產(chǎn)率為21.82％）。該碳量子點(diǎn)可被Fe3+選擇性淬滅，基于此，建立了檢測(cè)Fe3+的熒光體系，研究了磷酸鹽溶液濃度、磷酸鹽溶液 pH、熱解時(shí)間及熱解溫度對(duì)