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亚硝酸盐(Nitrite,NO2-)普遍存在于天然土壤和水质中,是一种重要的工业原料和食品添加剂。在工业和生活中的用途非常广泛,可被用作漂染剂、热处理剂、缓蚀剂、解毒剂、增色剂、防微生物剂,甚至是药物。从对人类健康影响的角度考虑,NO2-具有两面性:一方面,已有文献报道NO2-可以作为治疗心脑血管类疾病的药物;另一方面,大量研究证明,摄入过量的NO2-会导致人体亚硝酸盐急性中毒,长期食入NO2-会引起人体消化道器官发生癌变。因此,严格监测水质和食品中NO2-的含量有助于保证人们的饮食安全和生活质量。已报道的NO2-检测方法有很多种,而电化学传感法因具有灵敏度高、响应快,能够对NO2-进行实时和在线检测等优点受到了广大分析化学工作者的密切关注,其中,用化学修饰剂修饰电极制备的NO2-电化学传感器的应用最为广泛。通过在电极上修饰性质优异的化学材料可以提高所制备传感器的各项性能,因此,寻找分子敏感性和导电性都更好的电极修饰材料,成为了制备灵敏度更高、选择性更好的NO2-电化学传感器的关键所在。 石墨烯(Graphene)是一种2004年才成功制备出的具有高比表面积和二维结构的碳纳米材料,其独特的结构使其具有优异的电学、力学、光学和热学等性能,因而其在材料科学中的应用备受关注。氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)的表面分布着很多含氧基团,这些含氧基团使GO的生物相容性和水溶液稳定性非常优异,经过功能化修饰的GO还具有很好的电催化活性,因而功能化的GO被作为化学修饰材料广泛地应用于生物医学领域。 聚合物薄膜因其优异的导电性、稳定性、催化活性以及选择性等化学特性亦被作为化学修饰剂广泛地应用于电化学分析领域。导电高分子和有机染料分子常被作为聚合物薄膜用于修饰电极。导电高分子具有很强的电催化活性和巨大的比表面积,能够和复合物形成共轭结构;有机染料分子含有很多不饱和基团和共轭π键,能够和待检测物质形成超分子化合物,二者都有助于提高复合材料修饰电极的选择性和灵敏度。常用的聚合物有聚吡咯、聚乙烯类、聚苯胺、聚溴酚蓝、聚中性红、聚刚果红、聚亚甲基蓝以及聚偶氮胭脂红等。香兰素(Vanillin,VN)是一种重要的食用香料,因具有良好的催化活性、导电性和选择性,常被用作印制线路板的导电剂以及检验蛋白质等其他化学物质的分析试剂,但是目前还没有将聚香兰素薄膜作为电极修饰剂的相关文献报道。 本论文中,结合GO的高表面活性和PVN的高选择性,我们构建了基于GO和PVN复合膜修饰电极的新型NO2-电化学传感器。通过滴涂成膜和在线电聚合两种方法,分别将GO和PVN修饰到玻碳电极(GCE)表面,制备出基于PVN-GO复合膜修饰GCE的NO2-电化学传感器。用线性伏安法对NO2-的氧化机理进行了研究,研究表明,PVN-GO复合膜能够很好的催化NO2-的电化学氧化。用扫描电镜技术和交流阻抗技术对PVN-GO复合膜进行了表征,探讨了其表面形貌和电导性,效果良好。在实验中,我们对GO的滴涂量、PVN的厚度、缓冲溶液的pH值、工作电极的富集电位以及富集时间等实验条件做了优化。在最优条件下,检测已知NO2-浓度的样品,得到其浓度与其氧化峰电流存在线性关系,线性区间为2.0×10-8~1.1×10-2mol/L,最低检测限低至5.0×10-9 mol/L(S/N=3),灵敏度较高。最后,考察所制备传感器的性能,研究得到,此NO2-传感器的稳定性、选择性以及重现性都非常好,已将此NO2-传感器用于南湖水样中NO2-含量的准确测定,结果令人满意。