电化学及其与激光诱导击穿光谱联用方法检测复杂环境中重金属离子的研究
发布时间：2023-02-19 14:16
面对日益严峻的重金属污染以及其对人体的巨大毒害作用,检测环境中的重金属离子是非常有必要的。值得注意的是,环境(水体、土壤或食物)中的成分复杂,包括小离子和有机物等其它物质。与其它物质的浓度相比,重金属离子的浓度太低。如何克服其他物质的严重干扰并实现高灵敏、快速、稳定地检测环境中的重金属离子显得非常重要。电化学(EC)方法和电化学-激光诱导击穿光谱(EC-LIBS)方法被认为是检测重金属离子的有效方法。然而,它们在检测环境(尤其是复杂环境)中的重金属离子方面仍需克服一些亟待解决的困难,如EC的抗干扰性能差,EC-LIBS的检测稳定性差。本论文基于上述问题,研究了功能化的纳米材料修饰的工作电极改善了 EC的抗干扰性能,并通过构筑稳定的基底和辅助主动可控火花放电方法提升了 EC-LIBS的检测稳定性。主要研究内容如下:(1)合成谷胱甘肽功能化的金/多壁碳纳米管纳米材料(MWCNTs-GSH-Au-GSH),并构建了用于检测水稻伤流液中Pb2+的灵敏且抗干扰的传感界面。多种表征结果表明,MWCNTs-GSH-Au-GSH上的表面官能团(-COOH、-CONH-和-NH2)吸附Pb2+的能力强,...
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 环境中重金属离子的常见检测技术
1.3 电化学分析法
1.3.1 电化学分析法简介
1.3.2 电化学分析法在环境中重金属离子检测方面的应用
1.4 电化学-激光诱导击穿光谱联用方法
1.4.1 激光诱导击穿光谱方法简介
1.4.2 电化学-激光诱导击穿光谱联用方法简介
1.4.3 电化学-激光诱导击穿光谱方法在环境中重金属离子检测方面的应用
1.5 本论文的选题依据和主要内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 主要研究内容
1.5.3 本论文的创新点
参考文献
第二章 简单、抗干扰和稳定的敏感界面实现对水稻伤流液中的Pb2+的电化学检测
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 化学品和试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 MWCNTs-GSH-Au-GSH修饰电极的制备
2.2.4 电化学检测Pb2+
2.2.5 吸附实验
2.2.6 水稻种植和伤流液的收集
2.3 结果与讨论
2.3.1 水稻伤流液中Pb2+的电化学检测策略
2.3.2 MWCNTs-GSH-Au-GSH的表征
2.3.3 电化学检测与无铅水稻伤流液混合的Pb2+
2.3.4 选择性
2.3.5 稳定性和重现性
2.3.6 Pb2+高溶出信号的可能机制
2.3.7 水稻伤流液样品分析
2.4 总结
参考文献
第三章 Mn-TiO2纳米管阵列稳定、灵敏地检测痕量Cd2+
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 化学品和试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 合成Mn-TiO2 NTAs
3.2.4 准备样品
3.2.5 ECP-LIBS实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 Cd2+的检测策略
3.3.2 Mn-TiO2 NTAs的表征
3.3.3 电化学预富集和纳米材料修饰的影响
3.3.4 Cd2+的ECP-LIBS分析
3.3.5 稳定性和重现性
3.3.6 干扰研究
3.3.7 高ECP-LIBS强度的可能机制
3.3.8 水、土壤、茶叶样品分析
3.4 总结
参考文献
第四章 主动可控火花放电和电化学辅助LIBS实现对As3+和Hg2+的高灵敏及稳定检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学品和试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 NiCo2O4-x-NH2修饰电极的制备
4.2.4 电化学干扰实验
4.2.5 ACSD-ECE-LIBS实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 ACSD-ECE-LIBS检测As3+的策略
4.3.2 材料表征
4.3.3 电化学富集和修饰NiCo2O4-x-NH2纳米片的影响
4.3.4 主动可控火花放电的影响
4.3.5 ACSD-ECE-LIBS分析As3+
4.3.6 干扰研究
4.3.7 高灵敏度的可能机制
4.3.8 水、土壤样品分析
4.3.9 Hg2+和Cu2+的检测
4.4 总结
参考文献
全文总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文及取得的其他研究成果
本文编号：3746378
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 环境中重金属离子的常见检测技术
1.3 电化学分析法
1.3.1 电化学分析法简介
1.3.2 电化学分析法在环境中重金属离子检测方面的应用
1.4 电化学-激光诱导击穿光谱联用方法
1.4.1 激光诱导击穿光谱方法简介
1.4.2 电化学-激光诱导击穿光谱联用方法简介
1.4.3 电化学-激光诱导击穿光谱方法在环境中重金属离子检测方面的应用
1.5 本论文的选题依据和主要内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 主要研究内容
1.5.3 本论文的创新点
参考文献
第二章 简单、抗干扰和稳定的敏感界面实现对水稻伤流液中的Pb2+的电化学检测
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 化学品和试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 MWCNTs-GSH-Au-GSH修饰电极的制备
2.2.4 电化学检测Pb2+
2.2.6 水稻种植和伤流液的收集
2.3 结果与讨论
2.3.1 水稻伤流液中Pb2+的电化学检测策略
2.3.2 MWCNTs-GSH-Au-GSH的表征
2.3.3 电化学检测与无铅水稻伤流液混合的Pb2+
2.3.5 稳定性和重现性
2.3.6 Pb2+高溶出信号的可能机制
2.3.7 水稻伤流液样品分析
2.4 总结
参考文献
第三章 Mn-TiO2纳米管阵列稳定、灵敏地检测痕量Cd2+
3.2 实验部分
3.2.1 化学品和试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 合成Mn-TiO2 NTAs
3.2.4 准备样品
3.2.5 ECP-LIBS实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 Cd2+的检测策略
3.3.2 Mn-TiO2 NTAs的表征
3.3.3 电化学预富集和纳米材料修饰的影响
3.3.4 Cd2+的ECP-LIBS分析
3.3.5 稳定性和重现性
3.3.6 干扰研究
3.3.7 高ECP-LIBS强度的可能机制
3.3.8 水、土壤、茶叶样品分析
3.4 总结
参考文献
第四章 主动可控火花放电和电化学辅助LIBS实现对As3+和Hg2+的高灵敏及稳定检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学品和试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 NiCo2O4-x-NH2修饰电极的制备
4.2.4 电化学干扰实验
4.2.5 ACSD-ECE-LIBS实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 ACSD-ECE-LIBS检测As3+的策略
4.3.2 材料表征
4.3.3 电化学富集和修饰NiCo2O4-x-NH2纳米片的影响
4.3.4 主动可控火花放电的影响
4.3.5 ACSD-ECE-LIBS分析As3+
4.3.7 高灵敏度的可能机制
4.3.8 水、土壤样品分析
4.3.9 Hg2+和Cu2+的检测
4.4 总结
参考文献
全文总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文及取得的其他研究成果
本文编号：3746378
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