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碳纳米管复合膜修饰电极对有机污染物的检测研究

作　者: 陈晓峰
导　师: 杨昌柱
学　校: 华中科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 碳纳米管纳米铂修饰电极电化学检测甲酚甲醛甲醇
分类号: X830
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

碳纳米管由于其优良的吸附性、大的比表面积及高的电子传递效率等诸多特性使它对某些有机物的电化学行为能够产生特有的催化效应。本文采用HNO3和H2SO4混合酸超声的方法对碳纳米管进行了纯化,并将其分散在Nafion乙醇溶液中修饰玻碳电极,用循环伏安法、记时电流法等电化学方法研究了有机污染物对甲酚与间甲酚在电极上的电化学行为,对动力学参数进行了测定。当对甲酚浓度在2.0×10?7~2.0×10?4 mol/L范围内,间甲酚浓度在4.0×10?7~1.5×10?4 mol/L范围内时,其峰电流分别与浓度呈良好的线性关系,检出限分别为7.0×10?8与1.0×10?7mol/L。另外,许多贵金属纳米颗粒修饰到电极表面后对有机小分子有很强的催化作用,提高了反应效率。由于碳纳米管是一种非常理想的载体材料,纳米贵金属被分散于碳纳米管上形成的复合膜将表现出很好的催化效应。本文通过循环伏安法电沉积铂颗粒到碳纳米管修饰电极上,制成碳纳米管与纳米铂复合膜修饰玻碳电极。讨论了影响纳米铂沉积的因素,并通过循环伏安法和交流阻抗实验,研究了碳纳米管与纳米铂复合膜修饰电极的电化学性质。研究了低浓度甲醛、甲醇在修饰电极表面的电化学行为。结果表明,复合膜修饰电极在硫酸溶液中对甲醛具有显著的电催化氧化作用,峰电流明显增加,大约是电沉积纳米铂的玻碳电极的3.5倍。研究了多种实验条件对峰电流的影响,当甲醛浓度在0.2~10.0μg/mL范围内时,氧化峰电流与浓度呈良好的线性关系,检测限为0.1μg/mL。并与检测甲醛的不同方法进行对比,使用该电极电化学测定模拟废水中的甲醛含量,结果令人满意。此外,在0.1mol/L的NaOH溶液中,复合膜电极对甲醇也表现出强的催化效果,峰电流明显增加,大约是电沉积纳米铂的玻碳电极的4倍,并探讨了低浓度甲醇在该电极上的催化氧化机理。氧化峰电流与甲醇浓度在2.0×10?6~1.0×10?3mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为1.0×10?6mol/L。并测试了电极的重现性与稳定性,表现出良好的结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 碳纳米管的结构和特性  9-11
  1.2 碳纳米管修饰电极的制备  11-13
  1.3 碳纳米管修饰电极的表征方法  13
  1.4 CNTs 在化学修饰电极方面的应用  13-16
  1.5 碳纳米管修饰电极的发展趋势  16-17
  1.6 CNTs 与纳米铂复合膜的研究进展  17-18
  1.7 论文选题背景及实验总体设计思路  18-20
2 碳纳米管修饰电极制备及对甲酚的检测研究  20-29
  2.1 引言  20-21
  2.2 实验部分  21-22
  2.3 结果与讨论  22-27
  2.4 本章小结  27-29
3 碳纳米管与纳米铂复合膜修饰玻碳电极制备  29-39
  3.1 引言  29
  3.2 试验部分  29-30
  3.3 结果与讨论  30-37
  3.4 本章小结  37-39
4 碳纳米管与纳米铂复合膜修饰电极上甲醛的电化学行为研究  39-48
  4.1 引言  39-40
  4.2 试验部分  40
  4.3 结果与讨论  40-46
  4.4 本章小结  46-48
5 碳纳米管与纳米铂复合膜修饰电极上甲醇的电化学行为研究  48-56
  5.1 引言  48
  5.2 试验部分  48-49
  5.3 结果与讨论  49-54
  5.4 本章小结  54-56
6 全文总结  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-64

碳纳米管复合膜修饰电极对有机污染物的检测研究

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