聚氨基酸/含钬离子杂金属氰桥配位聚合物修饰电极的制备及其电分析应用研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenhonghe
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本论文的研究工作以玻璃碳电极为基底材料,通过两步电化学沉积法将聚氨基酸(Poly(amino acid))和一种含钬离子杂金属氰桥配位聚合物(Ho(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)-WO42-CyHMCP)复合修饰到电极上,成功制备了一种新型的复合型化学修饰电极,并以此修饰电极为工作电极对几种待测物进行伏安响应特性研究。实验结果表明:该电极表面的两种修饰成分之间可产生良好的协同电催化作用,且复合修饰电极的稳定性、选择性、信号响应和抗毒化能力相比单一成分修饰的电极均有显著地提高。本论文重点研究了草酸(Oxalic Acid,OA)、叶酸(Folic Acid,FA)和3-硝基丙酸(3-Nitropropionic acid,3-NPA)这三种有机物的电催化行为,以草酸为探针分子,对制备这类新型复合修饰电极的各项实验条件进行了优化。此外,基于此复合修饰电极对叶酸与3-硝基丙酸均具有优异的电催化活性,还分别建立了用修饰电极伏安法快速、直接检测实际样品中叶酸和3-硝基丙酸含量的电分析新方法本论文共分为四章:第一章:文献综述本章主要包含四个方面:(1)化学修饰电极的概念和发展趋势;(2)聚合物膜修饰电极在电分析中的应用;(3)化学修饰电极的电分析应用;(4)本论文的研究意义及创新点。第二章:聚谷氨酰胺/含钬离子杂金属氰桥配位聚合物修饰电极的制备及对草酸的电催化氧化行为的研究采用两步电聚合法制备了一种聚谷氨酰胺/含钬离子杂金属氰桥配位聚合物新型复合修饰玻碳电极(Poly(L-glutamine)/Ho(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)-WO42-CyHMCP/GCE),用扫描电子显微镜(SEM)对修饰电极的表观形貌进行表征,并用高分辨透射电子显微镜(TEM)和红外光谱法对CyHMCP修饰物的材料特性也进行了初步的分析表征。在此复合电极上,对草酸的电催化氧化行为进行了深入的实验研究,结果表明两种共同修饰的材料对草酸的直接电氧化反应呈现出优异的协同催化特性,因此以草酸为探针分子,对制备这类新型复合修饰电极(Poly(L-glutamine)/Ho(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)-WO42-CyHMCP/GCE)的各项实验条件进行了细致地优化,用示差脉冲伏安法(DPV)测得草酸的氧化峰电流与其浓度在0.50~40 mmol/L范围内呈现良好的线性关系,线性方程为Ip(μA)=4.011+5.428COA(mmol/L),R2=0.9994,检出限(LOD)为 0.09 mmol/L。第三章:用复合修饰电极示差脉冲伏安法快速测定叶酸含量以聚谷氨酰胺/含钬离子杂金属氰桥配位聚合物复合化学修饰玻碳电极(Poly(L-glutamine)/Ho(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)-WO42-CyHMCP/GCE)为工作电极,用示差脉冲伏安法(DPV)研究了叶酸的直接电化学氧化行为。实验结果表明:此复合修饰电极对叶酸的直接电氧化反应呈现出优异的协同电催化活性,叶酸的氧化峰电流值与其浓度在5.00~600 μmol·L-1的范围内呈现出良好的线性关系,线性回归方程为Ip(μA)=-0.04017+0.01159CFA(μmol·L-1),R2=0.9994,检出限(LOD)为2.00 μmol·L-1(S/N=3)。由此可建立一种直接、快速测定实际试样中叶酸含量的新方法。以此方法对几种叶酸药剂片和蔬果实样进行了叶酸含量及回收率测定,加标回收率达到95.9%~109%,测定结果令人满意。第四章:用复合修饰电极示差脉冲伏安法快速测定甘蔗原汁中的3-硝基丙酸以聚瓜氨酸/含钬离子杂金属氰桥配位聚合物复合化学修饰玻碳电极(Poly(L-citrulline)/Ho(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)-WO42-CyHMCP/GCE)为工作电极,用示差脉冲伏安法(DPV)研究了 3-硝基丙酸(3-nitropropionic acid,3-NPA)的直接电化学还原行为,并结合水相红外光谱的实验结果,初步阐明了 3-NPA的电催化还原途径。此外,实验发现在待测样品中加入少量的咪唑和丙酮溶液,既可省略伏安测定中的除氧步骤,简化分析操作过程,也能杜绝工作电极在测定实际样品时常见的毒化失活现象。用此复合修饰电极测定时,3-NPA的还原峰电流与其浓度在40.0~4.00×103 μmol/L的范围内呈现良好的线性关系,线性方程为Ip(μA)=-3.126+0.08804C3-NPA(μmol/L),R2=0.9997,检测下限(LOD)为 16.0 μmol/L(S/N=3)。用此方法对国内不同产地的四种甘蔗原汁样中3-NPA含量进行了定量测定,实样加标的回收率介于96.8%~104%,结果令人满意。
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