聚苯胺電化學(xué)性質(zhì)的研究及四環(huán)素電化學(xué)傳感器的構(gòu)建.pdf

1、本文首先研究了聚苯胺(PANI)的電化學(xué)性質(zhì)。電化學(xué)方法合成的聚苯胺在循環(huán)伏安曲線上有三對(duì)氧化還原峰，兩對(duì)是聚合物特征峰，另一對(duì)是降解過(guò)程中產(chǎn)生的醌類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生的。在酸性電解質(zhì)中，聚苯胺會(huì)在高陽(yáng)極電位下因發(fā)生明顯的過(guò)氧化反應(yīng)而降解。降解產(chǎn)生的醌類(lèi)物質(zhì)會(huì)影響聚苯胺的電化學(xué)過(guò)氧化過(guò)程，當(dāng)向電解質(zhì)溶液中加入氫醌時(shí)，這種影響作用會(huì)被放大。隨著外加氫醌量的增加，聚苯胺過(guò)氧化程度減小。動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)氫醌濃度從0增大到0.05molL-1時(shí)，過(guò)

2、氧化過(guò)程是一個(gè)一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)k值從0.1399s-1減小到0.1027s-1。傅里葉紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，隨著過(guò)氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，聚苯胺中還原態(tài)結(jié)構(gòu)部分比重增大。從循環(huán)伏安曲線上可以看出，對(duì)應(yīng)全還原態(tài)聚苯胺(LEM)與中間氧化態(tài)聚苯胺(EM)轉(zhuǎn)化的氧化還原峰峰電位負(fù)移，與之相反，對(duì)應(yīng)中間氧化態(tài)聚苯胺與全氧化態(tài)聚苯胺(PEB)轉(zhuǎn)化的氧化還原峰峰電位正移，而對(duì)應(yīng)氫醌(HQ)與苯醌(BQ)相互轉(zhuǎn)化的中間氧化峰還原峰峰電位基本不變，這說(shuō)明氫醌

3、和苯醌的存在使得中間氧化態(tài)向兩個(gè)極端狀態(tài)-全還原態(tài)的LEM和全氧化態(tài)的PEB轉(zhuǎn)化過(guò)程變難。相反地，全還原態(tài)和全氧化態(tài)的聚苯胺向中間態(tài)轉(zhuǎn)化更加容易。本部分針對(duì)聚苯胺的降解機(jī)理的研究揭示:聚苯胺過(guò)氧化產(chǎn)生的氫醌和苯醌等醌類(lèi)物質(zhì)對(duì)聚苯胺的保護(hù)作用。它們能繼續(xù)吸附在聚合物鏈上，并與其中的氮元素發(fā)生電子交換，進(jìn)而影響聚苯胺三種結(jié)構(gòu)形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化，最終使得易受親核試劑攻擊而造成降解的全氧化態(tài)聚苯胺量減少，因此聚苯胺趨向更加穩(wěn)定。
　　

4、本文還研究了多壁碳納米管(MWNTs)修飾電極應(yīng)用于四環(huán)素電化學(xué)傳感器的構(gòu)建。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，四環(huán)素在MWNTs修飾電極上發(fā)生電化學(xué)氧化反應(yīng)時(shí)有兩個(gè)明顯的氧化峰，與裸電極相比，其氧化電流增大，并且氧化電位降低，說(shuō)明碳納米管對(duì)四環(huán)素的電化學(xué)氧化有催化作用。當(dāng)將修飾電極構(gòu)建成電化學(xué)傳感器檢測(cè)四環(huán)素濃度為0-80mgL-1的溶液時(shí)，兩個(gè)氧化峰峰電流與四環(huán)素濃度都有很好的線性相關(guān)性，說(shuō)明通過(guò)這種方式構(gòu)建的電化學(xué)傳感器性能可靠。電位掃描速度和電解液pH