纳米金属氧化物修饰电极的制备及其在环境分析中的应用
发布时间：2024-04-25 01:34
重金属离子和杀虫剂等环境污染物是危害人体健康安全的重要因素,如何对环境污染物进行快速测定和有效处理一直是国内外研究的热点。TiO2在重金属的光催化还原、光催化沉积和传感器的制作应用等方面有着很大的发展潜力。纳米二氧化钛(TiO2)、二氧化锆(ZrO2)等金属氧化物容易在电极上成膜,而且成膜后的性能稳定,因而可利用这些纳米金属氧化物修饰电极来进行电分析,有利于快速、现场获得相关数据,以利于对环境污染物处理过程中的机理进行分析；并且可以利用它的催化和强吸附性能,可用作修饰电极来对环境污染物进行电化学分析,以期提高检测的选择性和灵敏度。本论文将纳米技术、膜制备技术和电化学分析理论和方法有机地结合起来,致力于构建TiO2、ZrO2等纳米金属氧化物材料修饰电极,应用于光催化还原重金属离子的机理研究和环境污染物的检测分析。其主要内容如下： 一、纳米TiO2修饰电极研究TiO2对重金属离子的光催化还原行为 采用石英晶体微天平(QCM)和微分脉冲伏安法(DPV)等技术作如下三方面的研究： 1.纳米TiO2光催化沉积铋机理的现场研究：QCM、DPV方法以及电流时间法现场研究了Bi(Ⅲ)在纳米TiO2表面...
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
符号说明
第一章 绪论
1.1 化学修饰电极的制备及其在分析化学中的应用
1.1.1 化学修饰电极的制备方法
1.1.2 化学修饰电极在电分析化学中的应用
1.2 纳米材料的特性及其修饰电极在电化学方面的应用
1.2.1 纳米材料的基本特性
1.2.2 纳米材料修饰电极在电化学分析中的应用
1.3 纳米二氧化钛的结构性能及其应用
1.3.1 纳米二氧化钛的结构与性能
1.3.2 纳米二氧化钛光催化机理研究进展
1.3.3 纳米二氧化钛修饰电极的研究进展
1.4 纳米二氧化锆的性能及其在分析化学上的应用
1.4.1 纳米二氧化锆的主要性质
1.4.2 纳米二氧化锆在分析化学上的应用研究进展
1.5 压电石英晶体传感技术
1.5.1 QCM工作原理
1.5.2 Sauerbrey方程
1.5.3 液相压电传感理论
1.5.4 QCM的应用研究进展
1.6 吸附溶出伏安法的研究进展
1.6.1 吸附溶出伏安法的特性
1.6.2 吸附溶出伏安法中的电极选择
1.6.3 吸附溶出伏安法的应用
1.7 本论文的意义和主要内容
第二章 纳米二氧化钛修饰电极现场分析光催化沉积铋机理
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂和材料
2.2.2 实验装置
2.2.3 PQC表面上纳米TiO2膜的制备
2.2.4 QCM和DPV法测定在纳米TiO2上吸附和还原Bi(Ⅲ)离子的过程
2.3 结果与讨论
2.3.1 Bi(Ⅲ)在纳米TiO2上的吸附行为
2.3.2 Bi(Ⅲ)在纳米TiO2上的光催化还原行为
2.3.3 Bi(Ⅲ)的起始浓度和pH对TiO2光催化还原行为的影响
2.3.4 空穴清除剂对光催化还原沉积Bi(Ⅲ)的影响
2.3.5 纳米TiO2膜光催化还原Bi(Ⅲ)后的XRD分析
2.3.6 沉积的Bi(Ⅲ)和Bi金属的比例
2.4 结论
第三章 纳米TiO2修饰电极现场分析EDTA对TiO2光催化还原汞的影响
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 材料和方法
3.2.2 设备和仪器
3.2.3 PQC表面上纳米TiO2膜的制备
3.2.4 QCM监测在纳米TiO2上吸附和还原Hg(Ⅱ)离子的过程
3.2.5 制备TiO2/GC电极
3.2.6 电化学溶出法检测汞
3.3 结果和讨论
3.3.1 Hg(Ⅱ)和EDTA在纳米TiO2上的吸附行为
3.3.2 比较研究空穴清除剂EDTA和HCOOH对光催化还原汞的影响
3.3.3 Hg(Ⅱ)与EDTA的比例以及pH对光催化还原Hg(Ⅱ)的影响
3.4 结论
第四章 纳米TiO2复合膜修饰电极研究TiO2与壳聚糖在光催化还原汞中的相互作用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 材料和方法
4.2.2 设备和仪器
4.2.3 PQC表面上膜的制备
4.2.4 QCM监测纳米TiO2对CS稳定性的影响
4.2.5 制备TiO2/GC和(TiO2,CS)/GC电极
4.2.6 电化学溶出检测汞
4.3 结果和讨论
4.3.1 纳米TiO2对CS稳定性的影响
4.3.2 纳米TiO2与CS之间作用力的分析
4.3.3 纳米TiO2与CS作用后对吸附和光催化还原汞的影响
4.3.4 结论
第五章 修饰电极溶出伏安法测定重金属离子
第一节 N,N’-哌嗪二硫代氨基甲酸钠修饰碳糊电极测定痕量汞
5.1.1 实验部分
5.1.2 结果与讨论
5.1.3 结论
第二节 铋膜电极同时测定痕量的锌、镉、铅、铜离子
5.2.1 前言
5.2.2 实验部分
5.2.3 结果与讨论
5.2.4 结论
第三节 原位镀汞与同位镀铋溶出伏安法测量Cu2+的比较研究
5.3.1 引言
5.3.2 实验部分
5.3.3 结果与讨论
5.3.4 结论
第六章 光化学沉积汞膜电极吸附溶出伏安法测定牛奶中的磺胺嘧啶
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 仪器与试剂
6.2.2 光催化还原Hg膜TiO2/Ti电极的制备
6.2.3 电化学溶出检测SDZ
6.2.4 牛奶中的SDZ的测定
6.3 结果与讨论
6.3.1 Hg光催化沉积在TiO2/Ti电极上的溶出伏安行为
6.3.2 SDZ在光催化还原Hg膜TiO2/Ti电极上的伏安行为
6.3.3 实验条件的优化并用于测定SDZ
6.4 结论
第七章 自组装单层膜电沉积氧化锆膜溶出伏安法测对硫磷
7.1 前言
7.2 实验部分
7.2.1 仪器和试剂
7.2.2 制备ZrO2/MAS/Au电极
7.2.3 电化学溶出检测PT
7.2.4 实际样品的准备
7.3 结果与讨论
7.3.1 ZrO2/MAS/Au电极的特征
7.3.2 电沉积ZrO2表面的形态特征
7.3.3 PT/ZrO2/MAS/Au电极的电化学行为
7.3.4 实验条件的优化并用于SWV分析测定PT
7.3.5 分析性能
7.3.6 在蔬菜和水样品中检测PT
7.4 结论
第八章 总结
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
本文编号：3963803
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
符号说明
第一章 绪论
1.1 化学修饰电极的制备及其在分析化学中的应用
1.1.1 化学修饰电极的制备方法
1.1.2 化学修饰电极在电分析化学中的应用
1.2 纳米材料的特性及其修饰电极在电化学方面的应用
1.2.1 纳米材料的基本特性
1.2.2 纳米材料修饰电极在电化学分析中的应用
1.3 纳米二氧化钛的结构性能及其应用
1.3.1 纳米二氧化钛的结构与性能
1.3.2 纳米二氧化钛光催化机理研究进展
1.3.3 纳米二氧化钛修饰电极的研究进展
1.4 纳米二氧化锆的性能及其在分析化学上的应用
1.4.1 纳米二氧化锆的主要性质
1.4.2 纳米二氧化锆在分析化学上的应用研究进展
1.5 压电石英晶体传感技术
1.5.1 QCM工作原理
1.5.2 Sauerbrey方程
1.5.3 液相压电传感理论
1.5.4 QCM的应用研究进展
1.6 吸附溶出伏安法的研究进展
1.6.1 吸附溶出伏安法的特性
1.6.2 吸附溶出伏安法中的电极选择
1.6.3 吸附溶出伏安法的应用
1.7 本论文的意义和主要内容
第二章 纳米二氧化钛修饰电极现场分析光催化沉积铋机理
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂和材料
2.2.2 实验装置
2.2.3 PQC表面上纳米TiO2膜的制备
2.2.4 QCM和DPV法测定在纳米TiO2上吸附和还原Bi(Ⅲ)离子的过程
2.3 结果与讨论
2.3.1 Bi(Ⅲ)在纳米TiO2上的吸附行为
2.3.2 Bi(Ⅲ)在纳米TiO2上的光催化还原行为
2.3.3 Bi(Ⅲ)的起始浓度和pH对TiO2光催化还原行为的影响
2.3.4 空穴清除剂对光催化还原沉积Bi(Ⅲ)的影响
2.3.5 纳米TiO2膜光催化还原Bi(Ⅲ)后的XRD分析
2.3.6 沉积的Bi(Ⅲ)和Bi金属的比例
2.4 结论
第三章 纳米TiO2修饰电极现场分析EDTA对TiO2光催化还原汞的影响
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 材料和方法
3.2.2 设备和仪器
3.2.3 PQC表面上纳米TiO2膜的制备
3.2.4 QCM监测在纳米TiO2上吸附和还原Hg(Ⅱ)离子的过程
3.2.5 制备TiO2/GC电极
3.2.6 电化学溶出法检测汞
3.3 结果和讨论
3.3.1 Hg(Ⅱ)和EDTA在纳米TiO2上的吸附行为
3.3.2 比较研究空穴清除剂EDTA和HCOOH对光催化还原汞的影响
3.3.3 Hg(Ⅱ)与EDTA的比例以及pH对光催化还原Hg(Ⅱ)的影响
3.4 结论
第四章 纳米TiO2复合膜修饰电极研究TiO2与壳聚糖在光催化还原汞中的相互作用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 材料和方法
4.2.2 设备和仪器
4.2.3 PQC表面上膜的制备
4.2.4 QCM监测纳米TiO2对CS稳定性的影响
4.2.5 制备TiO2/GC和(TiO2,CS)/GC电极
4.2.6 电化学溶出检测汞
4.3 结果和讨论
4.3.1 纳米TiO2对CS稳定性的影响
4.3.2 纳米TiO2与CS之间作用力的分析
4.3.3 纳米TiO2与CS作用后对吸附和光催化还原汞的影响
4.3.4 结论
第五章 修饰电极溶出伏安法测定重金属离子
第一节 N,N’-哌嗪二硫代氨基甲酸钠修饰碳糊电极测定痕量汞
5.1.1 实验部分
5.1.2 结果与讨论
5.1.3 结论
第二节 铋膜电极同时测定痕量的锌、镉、铅、铜离子
5.2.1 前言
5.2.2 实验部分
5.2.3 结果与讨论
5.2.4 结论
第三节 原位镀汞与同位镀铋溶出伏安法测量Cu2+的比较研究
5.3.1 引言
5.3.2 实验部分
5.3.3 结果与讨论
5.3.4 结论
第六章 光化学沉积汞膜电极吸附溶出伏安法测定牛奶中的磺胺嘧啶
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 仪器与试剂
6.2.2 光催化还原Hg膜TiO2/Ti电极的制备
6.2.3 电化学溶出检测SDZ
6.2.4 牛奶中的SDZ的测定
6.3 结果与讨论
6.3.1 Hg光催化沉积在TiO2/Ti电极上的溶出伏安行为
6.3.2 SDZ在光催化还原Hg膜TiO2/Ti电极上的伏安行为
6.3.3 实验条件的优化并用于测定SDZ
6.4 结论
第七章 自组装单层膜电沉积氧化锆膜溶出伏安法测对硫磷
7.1 前言
7.2 实验部分
7.2.1 仪器和试剂
7.2.2 制备ZrO2/MAS/Au电极
7.2.3 电化学溶出检测PT
7.2.4 实际样品的准备
7.3 结果与讨论
7.3.1 ZrO2/MAS/Au电极的特征
7.3.2 电沉积ZrO2表面的形态特征
7.3.3 PT/ZrO2/MAS/Au电极的电化学行为
7.3.4 实验条件的优化并用于SWV分析测定PT
7.3.5 分析性能
7.3.6 在蔬菜和水样品中检测PT
7.4 结论
第八章 总结
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
本文编号：3963803
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3963803.html