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多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极的制备及应用研究

作　者: 丁珍
导　师: 刘秀辉
学　校: 西北师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 修饰电极 碳纳米管 离子液体 对苯二酚 邻苯二酚 鸟嘌呤
分类号: O646
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


碳纳米管具有比表面积大、电荷传递能力强、吸附性好、生物相容性好和催化能力强等优良特性。室温离子液体不但可用作溶剂,又可作为支持电解质,具有电化学窗口宽、能促进电子传递、高离子导电性和良好的生物相容性等特点。特别是,室温离子液体与碳纳米管的结合有利于它们电化学优异特性的进一步发挥,为修饰电极的制备展现了美好前景。本论文以离子液体(Ionic Liquid)1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和多壁碳纳米管(MWNTs)为修饰剂,制备了一种多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极(MWNTs-IL-Gel/GCE)。以该修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为辅助电极的三电极系统,研究了苯二酚和鸟嘌呤在修饰电极上的电化学行为。探讨了离子液体在MWNTs-IL-Gel/GCE中的作用机理。主要研究内容如下:1.对苯二酚在多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极上的电化学行为以离子液体和多壁碳纳米管为修饰剂,制备出一种多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极(MWNTs-IL-Gel/GCE)。使用扫描电子显微镜(SEM)和电化学交流阻抗(EIS)表征修饰电极的性质,结果表明MWNTs-IL-Gel/GCE在促进电子转移和提高灵敏度上比MWNTs/GCE和GCE有更大的优越性。研究对苯二酚在MWNTs-IL-Gel/GCE上的电化学行为,由于MWNTs大的有效面积和IL的溶剂作用,对苯二酚的峰电流在MWNTs-IL-Gel/GCE上有显著的增加。因其制备简单,响应快速和灵敏度高,MWNTs-IL-Gel/GCE可被用来测定对苯二酚。2.碳纳米管和离子液体胶修饰电极对邻苯二酚的电催化作用以及同分异构体的分离采用电化学交流阻抗(EIS)和紫外-可见吸收光谱(UV)来表征离子液体在MWNTs-IL-Gel/GCE中的作用机理。研究了邻苯二酚在MWNTs-IL-Gel/GCE上的电化学行为。该修饰电极对邻苯二酚氧化有很好的可逆性。相比裸GCE,邻苯二酚在MWNTs-IL-Gel/GCE上的峰电势差(△E)从103 mV下降到67 mV,峰电流增大了100倍之多。在苯二酚混合溶液中,邻苯二酚和对苯二酚的峰分开达119 mV,同分异构体的分离得到了很好的解决。3.鸟嘌呤在多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极上的电化学行为?制备了多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极(MWNTs-IL-Gel/GCE),并采用扫描电子显微镜(SEM)和电化学交流阻抗(EIS)来表征修饰电极的性质。由于MWNTs高的有效面积和IL的溶剂作用,MWNTs-IL-Gel/GCE上鸟嘌呤的峰电流增大了148倍。研究了溶液pH值和扫描速度对循环伏安响应的影响。在今后的研究中,MWNTs-IL-Gel/GCE有望被用来测定鸟嘌呤。

全文目录


摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章 绪论  11-30
  1.1 化学修饰电极  11-16
    1.1.1 化学修饰电极简介  11-12
    1.1.2 化学修饰电极的制备  12-13
    1.1.3 化学修饰电极的表征方法  13-14
    1.1.4 化学修饰电极在电分析化学中的应用  14-16
  1.2 碳纳米管  16-20
    1.2.1 碳纳米管的结构  16-17
    1.2.2 碳纳米管的制备  17-18
    1.2.3 碳纳米管的特性  18
    1.2.4 碳纳米管修饰电极的研究进展  18-20
  1.3 室温离子液体  20-24
    1.3.1 室温离子液体的发展和简介  20-21
    1.3.2 室温离子液体的性质  21-23
    1.3.3 室温离子液体在修饰电极中的应用  23-24
  1.4 本论文的研究思路  24-25
  参考文献  25-30
第二章 对苯二酚在多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极上的电化学行为  30-44
  2.1 前言  30
  2.2 实验部分  30-32
    2.2.1 仪器和试剂  30-31
    2.2.2 MWNTs 的纯化  31
    2.2.3 GCE 的预处理  31
    2.2.4 MWNTs/GCE 的制备  31
    2.2.5 MWNTs-IL-Gel/GCE 的制备  31
    2.2.6 实验步骤  31-32
  2.3 结果与讨论  32-41
    2.3.1 MWNTs-IL-Gel/GCE的表征  32-34
    2.3.2 HQ 在MWNTs-IL-Gel 修饰电极上的电化学响应  34-38
    2.3.3 三种电极的电化学交流阻抗图  38-39
    2.3.4 扫描速度的影响  39-41
  2.4 结论  41
  参考文献  41-44
第三章 碳纳米管和离子液体胶修饰电极对邻苯二酚的电催化作用以及同分异构体的分离  44-56
  3.1 引言  44-45
  3.2 实验部分  45-46
    3.2.1 仪器和试剂  45
    3.2.2 MWNTs 的纯化  45
    3.2.3 GCE 的预处理  45-46
    3.2.4 MWNTs/GCE 的制备  46
    3.2.5 MWNTs-IL-Gel/GCE 的制备  46
    3.2.6 实验步骤  46
  3.3 结果与讨论  46-53
    3.3.1 紫外-可见吸收光谱  46-47
    3.3.2 MWNTs-IL-Gel/GCE 的电化学交流阻抗图  47-48
    3.3.3 邻苯二酚在MWNTs-IL-Gel/GCE 上的电化学行为  48-49
    3.3.4 扫描速度的影响  49-51
    3.3.5 pH 的影响  51-53
    3.3.6 同分异构体的分离  53
  3.4 结论  53
  参考文献  53-56
第四章 鸟嘌呤在多壁碳纳米管和离子液体胶修饰电极上的电化学行为  56-66
  4.1 前言  57
  4.2 实验部分  57-58
    4.2.1 仪器和试剂  57
    4.2.2 MWNTs 的纯化  57
    4.2.3 GCE 的预处理  57
    4.2.4 MWNTs/GCE 的制备  57
    4.2.5 MWNTs-IL-Gel/GCE 的制备  57-58
    4.2.6 实验步骤  58
  4.3 结果与讨论  58-63
    4.3.1 MWNTs-IL-Gel/GCE 的表征  58-60
    4.3.2 鸟嘌呤在MWNTs-IL-Gel 修饰电极上的电化学响应  60-61
    4.3.3 pH 的影响  61-63
    4.3.4 扫描速度的影响  63
  4.4 结论  63-64
  参考文献  64-66
攻读硕士期间论文发表及科研情况  66-67
致谢  67

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 电化学、电解、磁化学
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