对硝基苯酚在碳纤维修饰玻碳电极上的电化学行为及分析测定开题报告

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1、开题报告对硝基苯酚在碳纤维修饰玻碳电极上的电化学行为及分析测定一、选题的背景、意义对硝基苯酚常用作农药、医药、染料等精细化学品的合成中间体，具有致癌作用。水中对硝基苯酚主要来源于化工、制药行业。随着现代化工行业的飞速发展，对硝基苯酚在水中的含量对人类和环境的影响越来越受到人们的关注，为此人们对它的测定方法进行了大量的研究。本文旨在利用碳纤维对对硝基苯酚的吸附性能，研究对硝基苯酚在碳纤维修饰玻碳电极上的电化学行为，并达到分析检测的目的。化学修饰电极是20世纪70年代中期发展起来的一类新兴的技术，也是目前最活跃的电化学分析的前沿领域。

2、化学修饰电极是在电极表面进行分子设计，将具有优良化学性质的分子、离子、聚合物以化学薄膜的形式固定在电极表面，使电极具有某种特定的化学和电化学性质。如在铂电极表面修饰一层聚合物（1，2-二氨基萘），则可像玻璃电极一样用于pH测定。化学修饰电极扩展了电化学的研究领域，目前已应用于生命、环境、能源、分析、电子以及材料学等诸多方面。选择合适的修饰物就可以方便地制备特定功能电极，实现对其检测的高选择性和灵敏度，这也是化学修饰电极的最大优点。化学修饰通常在碳（石墨）、玻璃、金属等固体电极（称为基体电极）的表面进行。采取的方法有：吸附、键合和聚

3、合等。因此，制备具有高选择性和较高灵敏度的修饰电极引起了人们的广泛关注。本课题将对对硝基苯酚在碳纤维修饰玻碳电极上的电化学行为及分析测定进行相关研究。二、相关研究的最新成果及动态碳纤维由于其新奇独特的电学、化学、热学特性以及特殊的机械性能，在科学研究和产业领域中受到人们广泛关注。碳纤维可以分为高刚性碳纤维、超高刚性碳纤维、纳米技术碳纤维，密度越大，刚性越强。碳纳米管已被应用于电极材料,但未发现明显的电化学伏安行为[1];且由于碳纳米管的直径很小（几到数十纳米）,制作单根的碳纳米管电极非常困难,难以实际应用。碳纳米管用于修饰电极已得

4、到更多重视[2-4],但都在常规尺寸（毫米级）的电极上进行,这样的电极不适于在生物微环境和毛细管电泳电化学检测中应用。碳纳米管（carbonnanotube,CNT）自1991年被报道发现以来[5]，与其相关的研究工作取得了长足的进展，已成为纳米科技中最受瞩目的部分之一。由于CNT具有独特的电子特性，将其制成电极时能促进电子的传递，具有一定的电催化、电分离功能，因此，可将其应用到体系比较复杂、待分析物含量较低的物质分析。目前，常用碳纳米管修饰电极的种类有CNT糊电极[6]、CNT嵌插电极[7]、CNT涂层电极[8]、聚合物包埋CN

5、T修饰电极[9]等。CNT修饰电极在分析化学中的应用研究有很多报道[10-13]，主要涉及CNT修饰电极的制备、在电化学分析及生物传感器等方面的应用。CNT修饰电极用于生命分析化学是将纳米科技、生命科学以及分析化学有机结合的研究前沿。对于CNT修饰电极在生命分析化学中的应用前景，可概括为：（1）从所用修饰电极来看，CNT糊电极和CNT嵌插电极制备简单，但由于修饰方式相对单一，在生物大分子、小分子的应用相对少一些，而CNT涂层和聚合物包埋修饰电极由于分散剂的种类多样化而应用广泛。因此，发展使用性能优良、绿色环保的分散剂用于CNT修饰

6、电极的研究仍是一个重要的研究方向。（2）对于蛋白质、核酸等大分子的研究，CNT修饰电极不仅实现对它们的直接电化学研究，而且它们在电极上仍能保持生物活性。因此，以CNT为材料的生物传感器（如酶传感器、DNA传感器等）的研究仍是热点，它为生命分析化学中原位、实时、快速、灵敏、选择性的检测提供了重要的研究基础。（4）CNT修饰电极在生命电分析化学中涉及的电化学机理的深入探讨也是未来研究重点之一。（5）近年来，将CNT与其它纳米材料（如纳米金颗粒、纳米ZrO2等）掺杂复合修饰于常规电极的研究表明，因各种材料能对电化学检测起到增效的作用，使

7、得该类电极有更好的性能，是目前CNT修饰电极的又一研究热点。碳纤维修饰电极测定对硝基苯酚具有理论上的可行性。利用化学或物理方法，将具有特定功能的分子、离子、聚合物或其他物质固定在电极表面，达到改善电极的性质，实现功能设计的目的。其吸附过程通常是依靠修饰物中存在的π电子与电极表面的共享而被吸附。利用在基体电极表面进行化学反应引入连接基，再连接上具有特定功能的化合物可制备出共价性修饰电极。碳、金属及金属氧化物电极表面都可进行化学反应。如碳纤维表面氧化后，形成羧基、羟基羰基等，与SOCl2反应后形成活性基团，即可方便地将各种所需要的化合

8、物键合到电极表面。电极表面共价键合的单分子层一般只有10-3～10-2nm厚，修饰后电极的导电性好、稳定性、寿命长，但修饰过程较繁琐，电极表面的覆盖率低。通过在电极表面聚合形成高分子薄膜也是制备化学修饰电极常见的方法，简单的可通过溶剂的溶解、挥发在