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基本信息

項(xiàng)目名稱：
亞硝酸鹽在聚丙烯酸碳納米管修飾電極上的電化學(xué)行為研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本文使用用聚丙烯酸分散多壁碳納米管，制備了聚丙烯酸/多壁碳納米管修飾玻碳電極（MWNTS/PAA/GCE）。使用掃描電子顯微鏡、計(jì)時(shí)庫(kù)侖法對(duì)MWNTS/PAA/GCE進(jìn)行了研究。在0.1mol/L的磷酸鹽溶液中（pH4.0）亞硝酸鹽在修飾電極上產(chǎn)生一峰電位為0.7V的靈敏氧化峰，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，檢出限達(dá)4.0×10-8 mol/L。應(yīng)用于食品中亞硝酸鹽的檢測(cè)，并與光度分析法進(jìn)行比較，獲滿意結(jié)果。
詳細(xì)介紹：
本文使用用聚丙烯酸（Mr>100000，以下簡(jiǎn)稱PAA）分散多壁碳納米管，制備了聚丙烯酸/多壁碳納米管修飾玻碳電極（MWNTS/PAA/GCE）。使用掃描電子顯微鏡、計(jì)時(shí)庫(kù)侖法對(duì)MWNTS/PAA/GCE進(jìn)行了研究。在0.1mol/L的磷酸鹽溶液中（pH4.0）亞硝酸鹽在修飾電極上產(chǎn)生一峰電位為0.7V的靈敏氧化峰，與裸玻碳電極相比峰電位負(fù)移、峰電流顯著增加。優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，結(jié)果表明，亞硝酸鹽在MWNTS/PAA/GCE上發(fā)生的是一電子一質(zhì)子的氧化反應(yīng)。在優(yōu)化條件下，安培法檢測(cè)亞硝酸鹽濃度在8.0×10-8mol/L~2.0×10-4mol/L范圍與峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限達(dá)到4.0×10-8 mol/L。該法應(yīng)用于食品中亞硝酸鹽的檢測(cè)，并與光度分析法進(jìn)行比較，獲滿意結(jié)果。

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本實(shí)驗(yàn)制備了丙烯酸（PAA）非共價(jià)修飾多壁碳納米管，將其滴涂在電極表面，完成了對(duì)碳納米管的多重修飾。采用該修飾膜對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該修飾膜與裸電極相比，對(duì)亞硝酸鈉的氧化過(guò)程起到了更好的催化和增敏效果。采用該方法對(duì)食品中的亞硝酸鹽含量進(jìn)行了檢測(cè)，取得了較好的效果。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

經(jīng)處理后的碳納米管由于其自身獨(dú)特的催化和成膜性能，聚丙烯酸-水混合體系能均勻地分散多壁碳納米管形成乳液，滴涂到玻碳電極表面可制成良好的亞硝酸鹽傳感器，與裸電極相比，MWNTS-PAA/GCE對(duì)亞硝酸根的氧化有很好的催化和增敏作用，且線性范圍寬、檢出限低、抗干擾能力強(qiáng)。與其它電分析方法相比，無(wú)論是在靈敏度方面，還是在線性范圍方面，都有了很大的提高。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

與采用常規(guī)電極進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)相比，該化學(xué)修飾電極在提高選擇性和靈敏度方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性。并將該體系用于實(shí)際樣品中亞硝酸鹽的檢測(cè)，并與光度法測(cè)定結(jié)果對(duì)比，結(jié)果令人滿意。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文使用用聚丙烯酸（Mr>100000，以下簡(jiǎn)稱PAA）分散多壁碳納米管，制備了聚丙烯酸/多壁碳納米管修飾玻碳電極（MWNTS/PAA/GCE）。使用掃描電子顯微鏡、計(jì)時(shí)庫(kù)侖法對(duì)MWNTS/PAA/GCE進(jìn)行了研究。在0.1mol/L的磷酸鹽溶液中（pH4.0）亞硝酸鹽在修飾電極上產(chǎn)生一峰電位為0.7V的靈敏氧化峰，與裸玻碳電極相比峰電位負(fù)移、峰電流顯著增加。優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)條件，結(jié)果表明，亞硝酸鹽在MWNTS/PAA/GCE上發(fā)生的是一電子一質(zhì)子的氧化反應(yīng)。在優(yōu)化條件下，安培法檢測(cè)亞硝酸鹽濃度在8.0×10-8mol/L~2.0×10-4mol/L范圍與峰電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，檢出限達(dá)到4.0×10-8 mol/L。該法應(yīng)用于食品中亞硝酸鹽的檢測(cè)，并與光度分析法進(jìn)行比較，獲滿意結(jié)果。

獲獎(jiǎng)情況

在曲靖師范學(xué)院第六屆挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽榮獲“二等獎(jiǎng)” 在云南省第六屆挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽榮獲“三等獎(jiǎng)”

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

（一）、碳納米管由于其獨(dú)特的性能被廣泛應(yīng)用于分析科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。在電分析方面，碳納米管良好的催化活性和生物相容性以及獨(dú)特的納米管狀結(jié)構(gòu)，使其成為制備高性能傳感器的理想材料。為了提高碳納米管的分散性以擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，科學(xué)家們建立了各種分散碳納米管的體系。這些工作主要是圍繞著碳納米管的有機(jī)共價(jià)修飾和有機(jī)非共價(jià)修飾展開(kāi)的。其中，非共價(jià)修飾由于保持了碳納米管結(jié)構(gòu)的完整性更受到人們的青睞。非共價(jià)修飾主要是通過(guò)修飾劑（包括表面活性劑、生物分子、染料、高分子聚合物等）與碳納米管管壁的各種非共價(jià)作用來(lái)完成的，如靜電作用、疏水作用、π-π堆積等等。將修飾后的碳納米管采用各種方法修飾在電極表面，即可實(shí)現(xiàn)許多物質(zhì)包括生物小分子、藥物、無(wú)機(jī)離子的電化學(xué)檢測(cè)以及蛋白質(zhì)的直接電化學(xué)，所得到的電化學(xué)信號(hào)與其它修飾電極相比，靈敏性增強(qiáng)了許多，并在選擇性和穩(wěn)定性方面也有所改善。此外，對(duì)碳納米管進(jìn)行多重修飾的方法，也因?yàn)樵谝欢ǔ潭壬咸岣吡怂苽鋫鞲衅鞯男阅芏絹?lái)越受到關(guān)注。 （二）、檢測(cè)亞硝酸鹽最經(jīng)典的方法當(dāng)屬1879年發(fā)明的并被廣泛使用的格里斯比色法，也稱為重氮化偶合分光光度法，即采用一定的有機(jī)試劑將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)換為有色的偶氮類染料，再進(jìn)行比色測(cè)定。雖然該方法靈敏度高，選擇性也好，但是由于其費(fèi)時(shí)、顯色反應(yīng)不穩(wěn)定，且所用有機(jī)試劑大多有毒，因此分析工作者對(duì)此法進(jìn)行了多次改進(jìn)并建立了許多新的方法體系。 （三）、與采用常規(guī)電極進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)相比，化學(xué)修飾電極在提高選擇性和靈敏度方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性。經(jīng)處理后的碳納米管由于其自身獨(dú)特的催化和成膜性能，被科學(xué)家廣泛應(yīng)用于化學(xué)修飾電極的制備。有關(guān)采用碳納米管作為電極修飾材料構(gòu)建電化學(xué)傳感器進(jìn)行亞硝酸鹽檢測(cè)的方法也有報(bào)道。這些基于碳納米管的檢測(cè)方法，與其它電分析方法相比，無(wú)論是在靈敏度方面，還是在線性范圍方面，都有了很大的提高。
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