Hb-SA/CNT石墨修饰电极降解三氯乙酸的电化学行为

论文摘要

血红蛋白（Hb）是研究氧化还原蛋白质直接电子传递的理想分子。本文采用海藻酸钠包埋血红蛋白,在多壁碳纳米管修饰的石墨电极上实现固定化。傅里叶远红外光谱仪（FI-IR）、透射电子显微镜（TEM）分析手段表明了纯化后的碳纳米管具有丰富的氧化基团,能够有效结合血红蛋白,有利于污染物的还原脱氯。紫外可见光扫描仪（UV-vis）检测结果显示血红蛋白在石墨电极上的依旧能保持原来的活性。应用循环伏安法研究Hb-SA/CNT石墨电极的电化学行为。测试结果表明,修饰电极上固定的血红蛋白,可进行直接的电子传递,稳定性好。不同扫描速度的循环伏安测试显示,在扫描范围内,还原峰电流与扫描速度呈线性关系,表明在此范围内电极过程受表面反应过程控制。不同pH缓冲溶液的循环伏安测试表明,电子传递的同时伴随有质子参与电化学反应,修饰电极可以降低三氯乙酸的还原电位,对三氯乙酸的还原脱氯表现出很高的活性。采用Hb-SA/CNT石墨电极对三氯乙酸进行恒电流电催化还原脱氯降解,考察了电解液初始pH对降解效果的影响。研究表明,在pH 3.0为时该电极对10 mmol/L三氯乙酸电解40 h的去除率在90%以上。降解产物的定性分析得出,可能的降解途径:三氯乙酸→二氯乙酸→氯乙酸→乙酸。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 氯代有机物的危害
• 1.2 氯代有机物的处理方法
• 1.3 电生物技术
• 1.3.1 电生物反应器工作原理
• 1.3.2 电生物反应器在废水处理上的应用
• 1.4 修饰电极对血红蛋白催化还原的影响
• 1.4.1 纳米粒子修饰电极
• 1.4.2 类生物膜修饰电极
• 1.4.3 离子液体修饰电极（CILE）
• 1.4.4 其他修饰电极
• 1.5 循环伏安法
• 1.6 论文选题意义与研究内容
• 1.6.1 选题意义
• 1.6.2 研究内容
• 第二章 Hb-SA/CNT 石墨修饰电极的制备及其电极特性研究
• 2.1 试剂和仪器
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 电解液的配制
• 2.2.2 修饰电极的制备
• 2.2.2.1 羧基化碳纳米管溶液的制备
• 2.2.2.2 血红蛋白溶液的制备
• 2.2.2.3 Hb-SA/CNT 和SA/CNT 石墨电极的制备
• 2.3 实验装置
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 傅里叶远红外仪表征（FI-IR）
• 2.4.2 紫外可见光仪表征（UV-vis）
• 2.4.3 透射电镜的表征
• 2.4.4 Hb-SA/CNT 石墨修饰电极的循环伏安测试
• 2.4.5 扫速对Hb-SA/CNT 石墨修饰电极电化学行为的影响
• 2.4.6 Hb-SA/CNT 石墨修饰电极对三氯乙酸的催化还原
• 2.4.7 pH 对Hb-SA/CNT 石墨修饰电极电化学行为的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 三氯乙酸的电还原脱氯
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂与仪器
• 3.1.2 三氯乙酸电解装置
• 3.1.3 分析方法
• 3.1.3.1 离子色谱测定条件
• 3.1.3.2 标准溶液的制备
• 3.2 实验步骤
• 3.2.1 电解液的配制
• 3.2.2 修饰电极的制备
• 3.2.2.1 羧基化碳纳米管溶液的制备
• 3.2.2.2 血红蛋白溶液的制备
• 3.2.2.3 Hb-SA/CNT 和SA/CNT 石墨电极的制备
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 不同pH 对三氯乙酸电还原脱氯的影响
• 3.3.2 修饰电极对三氯乙酸电还原脱氯的影响
• 3.3.3 最佳条件下电解产物分析
• 3.3.4 Hb-SA/CNT 石墨修饰电极稳定性的研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文