金属掺杂聚氨基酸修饰电极对酚类物质的测定及机理研究

来源 :淮北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinglong21
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本文采用循环伏安法制备了金属掺杂聚氨基酸修饰玻碳电极,利用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)在金属掺杂聚氨基酸修饰玻碳电极上的电化学行为和电化学性质,对它们在修饰电极表面的反应机理进行了初步的探讨和研究。HQ和CC在人类生活中有重要的意义,但同时对人类生活和环境存在巨大的危害。由于HQ和CC具有相似的电化学性质和物理性质,它们的峰电位会彼此干扰,影响了他们的电化学测定,难以实现它们的同时测定。甲硫氨酸(methionine acid)和半胱氨酸(cysteine acid)都含有-S基团,具有良好的电化学活性。利用银掺杂聚 L-甲硫氨酸修饰玻碳电极和镍掺杂聚 L-半胱氨酸修饰玻碳电极分别对HQ和CC进行了单一组分测定和同时测定,同时测定时HQ和CC分离效果较好,形成了可行的研究思路,建立了一种廉价、简便、快速、高效的电化学测定方法,应用于水样中的HQ和CC的单一组分或同时分析,结果比较满意。为进一步的在线分析(如:工业废水、生活废水等)提供了一定的理论依据和实验基础。  在整个研究过程中,主要解决的问题有:1)银掺杂聚L-甲硫氨酸修饰玻碳电极的制备及性质;2)镍掺杂聚L半胱氨酸修饰玻碳电极的制备及性质;3)HQ在修饰玻碳电极上电化学性质的探讨、动力学参数的测定及机理的研究;4)CC在修饰玻碳电极上的电化学性质的探讨、动力学参数的测定及机理的研究;5)HQ和CC在修饰玻碳电极上的单一组分测定和同时测定。  主要研究内容如下:  1、利用循环伏安法制备了银掺杂聚L-甲硫氨酸修饰玻碳电极(Ag-PLM/GCE),研究了HQ和CC在银掺杂聚L-甲硫氨酸修饰玻碳电极上的电化学行为,建立了循环伏安法同时测定HQ和CC的新方法。在pH5.0的磷酸盐缓冲溶液中,HQ和CC在修饰玻碳电极上分别出现一对可逆的氧化还原峰,它们的氧化峰和还原峰电位差值达119 mV和125 mV。与其它三种电极相比,HQ和CC在掺杂修饰玻碳电极表现出良好的电催化作用和选择性能。因此,此掺杂修饰玻碳电极可以用于同时测定HQ和CC。另外,还研究了HQ和CC在修饰玻碳电极上的动力学参数和反应机理。在最佳的条件下,用示差脉冲伏安法研究了HQ和CC在修饰玻碳电极上的电化学性质。同时测定HQ和CC的线性范围为3.00×10-6~1.00×10-5 mol/L和1.00×10-5~1.00×10-4 mol/L,检出限分别为8.00×10-7 mol/L(HQ)和5.00×10-7 mol/L(CC)。此法用于模拟废水样中HQ和CC的测定,获得满意结果。  2、利用电化学方法制备了镍掺杂聚 L-半胱氨酸修饰玻碳电极(Ni-PCYS/GCE),研究了HQ和CC在镍掺杂聚L-半胱氨酸修饰玻碳电极上的电化学行为。在pH3.0的磷酸盐缓冲溶液中,HQ和CC在修饰玻碳电极上的氧化峰和还原峰电位差为111 mV和120 mV,HQ和CC的电流的灵敏度也得到很大的提高。与其它三种电极相比,HQ和CC在掺杂修饰玻碳电极表现出良好的电催化作用和选择性能。因此,此掺杂修饰玻碳电极可以用于同时测定HQ和CC。另外,还研究了HQ和CC在修饰玻碳电极上的动力学参数,计算出HQ和CC在不同修饰玻碳电极上的扩散系数。在最佳的条件下,示差脉冲伏安法同时测定 HQ和CC的线性范围分别为5.00×10-7~1.00×10-5 mol/L、1.00×10-5~1.00×10-4 mol/L和3.00×10-7~1.00×10-5 mol/L、1.00×10-5~1.00×10-4 mol/L,检出限分别为2.00×10-7 mol/L(HQ)和1.00×10-7 mol/L(CC)。此法用于模拟废水样中HQ和CC的测定,结果令人满意。  实验结果表明,银掺杂聚 L-甲硫氨酸修饰玻碳电极和镍掺杂聚 L-半胱氨酸修饰玻碳电极对对苯二酚和邻苯二酚均具有良好的电催化活性。在最佳的测定条件下,利用循环伏安法很好实现了HQ和CC的同时测定及机理研究,利用差分脉冲伏安法提高了HQ和CC电流的灵敏度和检出限。并用于模拟废水样品的测定,获得满意的结果。
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