环境雌激素BPA的电化学行为研究

论文摘要

环境雌激素作为环境污染物已成为一个全球性重大问题,现在已成为各国研究的热点。电化学方法作为一种绿色化学技术,已广泛用于物质的分析检测以及降解等领域。论文采用了LSV,CV,SWV,DPV 和IMP 等电化学方法和UV 光谱、IR 光谱以及HPLC 色谱测试技术对环境雌激素BPA 进行了较为系统的研究。首先研究了BPA的吸附行为,CV分析表明氧化铂的吸附性较铂要弱一些,且电极表面活性降低。CC分析表明BPA在铂电极和氧化铂电极的吸附模式都符合Frumkin方程,铂电极上反应的ΔG =-27.762kJ/mol,而氧化铂电极上反应的ΔG =-27.143kJ/mol,表明反应物在电极上有较大的吸附自发性。SCW测定出电极表面吸附量Γ=4.0×10-7mol/cm2。其次,CV分析表明BPA的阳极氧化是一个不可逆的过程,铂电极上的BPA在碱性条件下为扩散控制或者为混合控制,在酸性条件下铂电极上BPA为吸附控制,阻抗测定发现在酸性条件下出现了两个容抗弧,电极的表面有一个生成吸附中间物的过程,同时有一个化学脱附的过程。SCW测定表明反应的电子数n=1。再次,本文首次采用DPV对进BPA行了检测,结果较好。方法的线性范围可以达到10-3-10-6mol/L,检出限可以达到10-7mol/L,相对标准偏差为:0.6%-7.6%。HPLC分析进行t检验,测定结果无显著性差异。以Fe（CN）6（4-）/（3-）为探测溶液,采用CV探索了铂电极和碳电极在不同电位下BPA的成膜的情况,发现成膜（即聚合）电位较峰值电位有增大的趋势,即在pH=2.3、7.0、12.8,BPA在铂电极上的Ep分别为0.822V、0.750V、0.384V而生成的聚合物薄膜最多时的电位却分别在0.9-1.0V、0.6-0.7V、0.8V时最易成膜;在碳电极上Ep分别为0.927V、0.885V、0.327V,成膜电位分别为1.0-1.1V、0.9-1.0V、0.4-0.5V。不同条件下成膜的阻抗测定结果表明,电荷传递电阻随成膜时间的增加而有增加的趋势,双电层电容随成膜时间的增加而有递减的趋势;当温度升高时,动力学控制的行为逐渐减小,最终变化为扩散控制行为;超声波使得生成的聚合物薄膜在电极上较少。Ag+、H2O2等物质的引入,电荷传递电阻以及扩散过程有一定的变化。采用铂-碳毡电极对0.1μmol/L BPA在0.5V进行电化学降解,降解率超过80%。初步探讨了0.1mmol/L BPA 随电解时间、温度、超声波、添加剂等的降解情况。BPA 与内源性雌激素ES 的对比研究发现它们的反应机理上有一定的相似性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 关于环境雌激素
• 1.1.2 论文的目的和意义
• 1.2 环境电化学方法
• 1.3 环境雌激素的研究进展
• 1.3.1 分析检测
• 1.3.2 降解
• 1.4 研究内容和研究方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 2 实验部分
• 2.1 实验器材
• 2.2 实验方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 BPA 的吸附特性
• 3.1.1 循环伏安特性
• 3.1.2 双电势阶跃计时库仑分析
• 3.2 BPA 的氧化行为
• 3.2.1 不同pH 值下的伏安曲线
• 3.2.2 不同pH 值循环伏安特性
• 3.2.3 方波伏安特性
• 3.2.3 交流阻抗特性
• 3.3 分析检测
• 3.3.1 UV 光谱法
• 3.3.2 HPLC 色谱法
• 3.3.3 方波伏安法
• 3.3.4 差分脉冲检测
• 3.4 BPA 的成膜电位
• 3.4.1 浓度与电解时间
• 3.4.2 铂电极上的成膜电位
• 3.4.3 碳电极上的成膜电位
• 3.4.4 交流阻抗图谱
• 3.5 BPA 电解聚合物的光谱
• 3.5.1 UV 光谱
• 3.5.2 IR 光谱
• 3.6 BPA 成膜的交流阻抗特征
• 3.6.1 时间对成膜的影响
• 3.6.2 温度对成膜的影响
• 3.6.3 超声波对成膜的影响
• +成膜的影响'>3.6.4 添加剂Ag⁺成膜的影响
• 2O₂ 对成膜的影响'>3.6.5 氧化剂H₂O₂对成膜的影响
• 3.7 BPA 的电化学初步降解
• 3.8 反应机理:BPA 与内源性雌激素ES 的对比
• 3.8.1 不同pH 值下ES 在铂电极上伏安曲线
• 3.8.2 ES 在铂电极上的循环伏安特性
• 3.8.3 BPA 与Es 的机理对比
• 4 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书