普鲁士蓝碳纤维修饰电极电催化过氧化氢的研究开题报告

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1、开题报告普鲁士蓝/碳纤维修饰电极电催化过氧化氢的研究一、选题的背景、意义过氧化氢（H202）又称双氧水，系无色透明液体，溶于水、醇及醚。是重要的氧化剂、漂白剂和消毒杀菌剂。在轻工业面广泛用作漂白材料。例如各种纤维、废纸脱墨、动物毛皮、油脂、象牙和草制品等的漂白，也用于半导体材料的清洗。金属电镀液的处理。在化工方面，广泛用于制备环氧化合物。有机过氧化合物和元机过氧酸等。在环保方面。可以用于杀菌和废水。废气处理。在医疗方面，过氧化氢用于消毒和一些疾病治疗。过氧化氢同任何化工产品一样。对人体也有一定的危害作用。过氧化氢可致人体遗传物质DNA损伤及基因突变，与各种病变的发生关系密切。过氧化氢可导致

2、老鼠及家兔等动物致癌。对人类具有致癌危险性。作为强氧化剂通过耗损体内抗氧化物质，使机体抗氧化能力低下，抵抗力下降，进一步造成各种疾病。过氧化氢可能导致或加重白内障等眼部疾病。其通过呼吸道进入可导致肺损伤。多次接触可致人体毛发。包括头发变白、皮肤变黄等。小分子过氧化氢经口摄入后很容易进入体内组织和细胞，可进入自由基反应链，造成与自由基相关的许多疾病。而且近年来我国烧碱产量不断增加，副产氢气量也逐年递增。但是，长期以来，国内氯碱行业一直把开发新产品的重点放在氯产品上，忽略了加氢产品的开发，致使氢气放空现象严重。据统计，我国氯碱行业氢气的利用率只有60％左右，造成了资源的严重浪费。因此，对于过氧

3、化氢的含量测定时非常有必要的。二、相关研究的最新成果及动态在测定过氧化氢的方法有很多，比如用已修饰的电极去测定，也可用色谱法、光谱法，甚至可以用各种普通的化学方法。在这些方法中，电极测定过氧化氢的准确度较高。下面就介绍几种用各种修饰材料的电分析方法。利用FeSO4与FeCl3合成了超细磁性Fe3O4纳米颗粒，并进一步利用该纳米颗粒与铁氰酸钾在酸性溶液（pH2）中的化学反应成功制备了一种新型的磁性普鲁士蓝纳米颗粒。通过磁力将其修饰于固体石蜡碳糊电极表面制成了化学修饰电极。该化学修饰电极可对过氧化氢和水合肼进行测定，线性范围分别为过氧化氢2×106～5×103mol/L,水合肼7.2×107～

4、3.6×104mol/L。利用磁性普鲁士蓝纳米颗粒制得的修饰电极具有催化性能高、稳定性好、表面易更新等优点。化学与生物传感器具有选择性好、灵敏度高、测定简便快速等优点，在各领域得到广泛的应用。但由于通常的化学与生物传感器制作过程较为复杂，使用寿命有限，电极的更新常令人感觉烦琐，尤其在流动分析体系（如用于FIA和色谱检测器）中对电极的更新处理更是非常不便。近来出现的基于高分子磁性微球的分离检测法能够很好地将生化物质的分离富集与检测集于一体。但该法要求被固定的物质能够与微球表面的醛基或羧基反应,而对于不易进行此类反应的物质,则难以适用。普鲁士蓝（Prussianblue，简称PB）具有良好的化

5、学稳定性、电催化特性及生物相溶性，并且制备方便、成本低廉，在化学与生物传感器中常作为电子中介体，特别是纳米普鲁士蓝粒子，由于其独特的电催化性能而受到人们的青睐。但是，基于普鲁士蓝的化学修饰电极制作过程较复杂，其制备方法主要是化学合成（掺杂）法、电化学聚合法和电极表面自组装法等，电极经多次测定后，电催化性能会有所降低，导致测定结果重现性差。甲氧苄啶（TMP）是磺胺类药物增效剂，其化学名称为5-[（3，4，5-三甲氧基苯基）甲基]-2，4嘧啶二胺。由于甲氧苄啶分子中在嘧啶环上有2个氨基，比较活泼，容易发生氧化还原反应，有文献报道用电化学方法对其进行检测。因此甲氧苄啶可在一定电位条件下进行氧化，

6、并能使氨基结合在玻碳电极表面，从而在电极表面修饰甲氧苄啶膜。修饰电极在一定条件下可催化还原过氧化氢。该方法简便、快速，电极使用寿命长，具有很好的使用价值。以Ti（n-OC4H9）4和CH3COOK为原料，采用溶胶−凝胶法在导电玻璃基底上制备K2Ti2O5薄膜，进一步以K2Ti2O5薄膜为前躯体，用离子交换法获得TiO2纳米薄膜电极。TiO2纳米薄膜具有锐钛矿晶型，其粒径随着K2Ti2O5薄膜制备温度的降低而减小，约为30～150nm；TiO2纳米薄膜在0.1mol/LNa2SO4溶液中具有典型的光电化学活性以及较高的稳定性，比在含少量草酸的溶液中采用溶胶−凝胶法制备的TiO2薄膜具有更强的

7、光激发和更稳定的光电流响应性能，TiO2薄膜电极的平带电位发生负移，负移值为0.140V（vsSCE），饱和光电流密度为0.32mA/cm2。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标对过氧化氢的检测有好几种方法，主要用电分析化学方法检测。化学修饰电极是目前最活跃的电化学和电分析化学的前沿领域之一。它是在电极表面进行分子设计，将具有良好化学性质的分子、离子或聚合物设计固定在电极表面，使之具有特