中性体系中铂纳米修饰电极的鲁米诺电致化学发光研究及应用

论文摘要

电致化学发光（ECL）是近二十年来发展起来的一种新型检测方法,可方便地用作液相色谱和毛细管电泳检测器。由于它具有连续可测、高灵敏度、稳定、方法简单等特点,被广泛应用于分子生物学、药学、化学和环保等领域。鲁米诺作为一种经典的化学发光试剂被广泛地研究和应用,但是在中性条件下,其发光强度很低,限制了鲁米诺在生理条件下对生物活性物质的检测。因此,如何增强鲁米诺在中性条件下的ECL成为当前研究的一个热点。铂纳米是目前催化领域中研究得最为广泛的一种高效催化剂,本论文工作以ECL为研究目标,通过铂纳米修饰的氧化铟锡（ITO）电极（PtNPs/ITO）,研究其对中性条件下鲁米诺ECL的增强作用,并提出相应的发光机理:同时还考察了鲁米诺-敌敌畏体系的ECL行为,获得一种极灵敏检测水溶液中敌敌畏农药的新方法。本论文共三章,研究内容主要包括:第一章,文献综述,主要介绍了ECL的发展概况、基本原理及纳米修饰电极在ECL研究中的应用。第二章,利用湿法还原的方法将铂纳米粒子修饰在ITO电极表面,通过施加-1.2 V～1.0 V的电压扫描,发现中性鲁米诺体系在PtNPs/ITO电极上呈现五个ECL峰,这与铂片电极和氧化铂电极有很大的差别,文章考察了支持电解质、电位扫描方向、电位扫描区间、pH值以及氮气和氧气氛围对不同ECL行为的影响,进一步探讨了各个ECL峰的发光光谱,提出相应的反应机理,展现了依赖于电极电位和电极材料的ECL波谱现象。第三章,利用敌敌畏对鲁米诺ECL的增强作用建立了鲁米诺-敌敌畏体系,成功地测定了水溶液中敌敌畏的含量。实验结果表明,在负扫的-0.38 V处,水中溶解氧被还原成OOH-,再与碱液中敌敌畏水解出的磷酸基反应,生成的过磷酸基促进了鲁米诺阴离子的氧化,从而促进了ECL的产生。另外,实验优化了CTAB,鲁米诺,NaOH浓度以及电压扫描区间和扫描方向对敌敌畏测定的影响,得到测定敌敌畏的线性范围为5到8000 ng L-1,检测限（S/N=3）为0.42 ng L-1。将该方法用于蔬菜样品的敌敌畏回收率测定,得到较好的结果。最后,初步探讨了该测定的ECL机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 电致化学发光的发展概况及特点
• 1.1.1 电致化学发光的发展概况
• 1.1.2 电致化学发光的特点
• 1.2 电致化学发光的基本原理和实验装置
• 1.2.1 电致化学发光的基本原理
• 1.2.2 电致化学发光的实验装置
• 1.3 电致化学发光的发光体系
• 1.3.1 聚芳香族碳氢化合物的ECL
• 1.3.2 氧化物修饰的阴极发光
• 1.3.3 无机金属配合物或螯合物的ECL
• 1.3.4 酰肼类化合物的ECL
• 1.4 纳米材料修饰电极的特性及分析应用
• 1.4.1 纳米材料的特性
• 1.4.2 铂纳米材料的特性及制备
• 1.4.3 纳米材料修饰电极在分析化学中的应用
• 1.5 鲁米诺在有机磷农残检测中的应用
• 1.5.1 有机磷农药残留的研究现状
• 1.5.2 鲁米诺在有机磷农残检测中的应用
• 1.6 论文研究思路
• 参考文献
• 第二章 中性鲁米诺体系在铂纳米修饰氧化铟锡电极（ITO）上的电致化学发光研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 PtNPs/ITO表面状态的表征
• 2.3.2 鲁米诺在PtNPs/ITO电极上的ECL和CV行为
• 2.3.3 实验因素对鲁米诺ECL的影响
• 2.3.4 鲁米诺在PtNPs/ITO电极上的ECL机理研究
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 敌敌畏的鲁米诺电致化学发光测定
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 仪器
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 鲁米诺-敌敌畏体系的伏安特性及ECL行为
• 3.3.2 敌敌畏的ECL测定
• 3.3.3 工作曲线及方法检测限
• 3.3.4 干扰因素的研究
• 3.3.5 方法的回收率及精密度
• 3.3.6 鲁米诺-敌敌畏体系的ECL机理研究
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 在学期间发表论文及专利
• 致谢