噻蟲嗪石墨烯基分子印跡電化學傳感器的制備及應用.pdf

1、 國內圖書分類號：O657.3 學校代碼：10213 國際圖書分類號：543 密級：公開 工程 工程碩士 碩士學位論文 位論文 噻蟲嗪石墨烯基分子印跡電化學傳感器的制備及應用 碩 士 研 究 生 ： 謝天嬌 導 師 ： 趙海田 副教授 副 導 師：楊鑫

2、 教授 申 請 學 位 ： 工程碩士 學 科 ： 化學工程 所 在 單 位 ： 化工與化學學院 答 辯 日 期 ： 2017 年 6 月 授予學位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學 哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 -I- 摘 要 煙堿類農藥是目前在全球范圍使用最廣泛的殺蟲劑之一，噻蟲嗪（Thiame-thoxam，TMX）作為煙堿類農藥的代表性化合物，目前已成為防治水稻刺吸性害蟲的主要殺蟲劑，在至少 64 個國

3、家中登記使用。水稻作為我國的主要糧食作物， 為了提高其產量而盲目、 大量地施用噻蟲嗪導致的殘留問題更加令人關注。目前常用于此類農藥檢測的色譜法雖然靈敏度高、 特異性好， 但由于儀器昂貴、需要專業(yè)人員操作等特點主要用于實驗室，無法適用于農田以及市場的現(xiàn)場快速篩查。因此構建一種快速、高效、靈敏，且價格低廉、操作簡便的噻蟲嗪現(xiàn)場快檢技術具有重要的應用意義。 本研究結合分子印跡和電化學傳感器技術，構建了基于石墨烯的分子印跡電化學傳感器，建立了一

4、種快速、高效、靈敏、簡便的針對稻谷中噻蟲嗪殘留檢測的新方法。主要研究內容如下： （1）石墨烯基分子印跡電化學傳感器的制備及表征 以噻蟲嗪為模板分子，選取具有苯環(huán)、烯基和羥基基團的 4-乙烯基苯甲酸作為功能單體，利用功能單體改性法取代烯基修飾劑的加入，在石墨烯（Graphene，GN）片層表面一步引入烯基和羥基基團。采用表面分子印跡技術制備了噻蟲嗪石墨烯基分子印跡聚合材料 （MIPs-GN） ， 整個反應過程簡便易控，有效地降低了批間差異

5、。利用合成的分子印跡復合材料成功制備了對噻蟲嗪具有特異性識別能力的石墨烯基分子印跡電化學傳感器 （MIPs-GN/GCE） 。 用 0.1%的殼聚糖（乙酸）溶液作為保護膜以提高傳感器的穩(wěn)定性；選用電化學循環(huán)伏安法洗脫模板分子，此法快速、環(huán)保，并可實時監(jiān)測模板分子是否完全洗脫。 通過掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、交流阻抗測試對石墨烯基分子印跡電化學傳感器（MIPs-GN/GCE）的表征分析表明，均勻的分子印跡膜在石墨烯表面成功負載， 并且

6、印跡膜遠低于文獻中報道的石墨烯表面的分子印跡膜厚 （17 nm） ，僅為 2 nm。 （2）石墨烯基分子印跡電化學傳感器吸附性能及吸附機制的研究 對石墨烯基分子印跡電化學傳感器的吸附性能進行了評價，并通過吸附熱力學模型和吸附動力學模型對吸附機制進行了研究。結果表明：MIPs-GN/GCE對目標分子噻蟲嗪具有特異性識別能力，并且與其結合能快速達到平衡。在噻蟲嗪及其結構類似物同時存在時， MIPs-GN/GCE 對噻蟲嗪具有良好的選擇特異性