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1、* 学院毕业设计（论文）I 化学修饰电极的制备及其在环境监测中的应用摘 要化学修饰电极（ CME）是当前电化学、电分析化学中十分活跃的研究领域，其应用研究范围非常的广泛。本文综述了化学修饰电极的定义、种类、如何制备，应具有的表征及其实际的意义，即在环境监测中的应用。让我们从中认识了什么是化学修饰电极，应该如何制备电极使具有针对性和特效性，尤其是在环境监测中的应用包括：重金属离子、非金属和胺类、酚类等有机化合物的监测与治理。主要利用的是化学修饰电极的高灵敏、高效性的特性，对环境中的污染物进行监测与治理，从而尽可能的减少环境污染对人体的危害及各种动植物的危害和全球环境的影响。在环境监测的实例中，将
2、体现出化学修饰电极在实际中的运用和给人类社会带来的巨大利益，并展望了化学修饰电极在实际中的应用前景。关键词 ：修饰电极，制备，环境监测，应用* 学院毕业设计（论文）II Preparation of chemically modified electrode and its application in environmental monitoring ABSTRACT Chemically modified electrode (CME) are the current Electrochemistry, Analytical Chemistry electricity very activ
3、e area of research, its applications are very broad scope of the study . In this paper, the definition of chemically modified electrodes, types, how the preparation, characterization and should have practical significance, namely, in environmental monitoring applications. Let us get to know what are
4、 chemically modified electrode, the electrode should be prepared to make targeted and effective, especially in environmental monitoring applications include: heavy metal ions, non-metallic and amines, phenols and other organic compounds monitoring and governance. The main use of chemically modified
5、electrodes are the characterization of the characteristics of the pollutants on the environment monitoring and management, thereby reducing possible health hazards of environmental pollution on plants and animals and all kinds of hazards and the global environment . Examples of environmental monitor
6、ing will reflect the chemically modified electrode use in practice and to human society brought about enormous benefits and the prospect of a chemically modified electrode at the prospect of practical application. KEY WORDS: Modified electrode, Preparation, Environmental monitoring, Application * 学院
7、毕业设计（论文）III 目录前言 . 1第 1 章化学修饰电极的制备与方法分类. 21.1 共价键结合法. 21.2 吸附法 . 31.3 高聚物涂层法. 4第 2 章化学修饰电极在环境监测中的应用（一）. 62.1 大气监测 . 62.2 水污染监测 . 62.3 土壤监测 . 7第 3 章 化学修饰电极在环境监测中的应用（二）. 93.1 阴离子的监测. 93.2 有机物的监测. 10第 4 章化学修饰电极的应用展望. 12结论 . 13谢 辞 . 14参考文献 . 15外文资料翻译 . 17* 学院毕业设计（论文）1 前言目前，化学 修饰电极 (CME) 在环境监 测中的应用 ，已成 为
8、 CME 研究的重要方向。本文综述了化 学修饰电极 的定义、种 类及如何制 备，应具有 的表征及其实际的意义，即 在环境监测 中的应用。 让我们从中 认识了化学 修饰电极并且应该如何制备 电极使具有 针对性和特 效性，尤其 是在环境监 测中的应用包括：重金属离 子、胺类 、酚类等 有机化合物 的监测及生 物监测 。主要利用的是化学修饰电 极的高灵敏 、高效性的 特性，对环 境中的污染 物进行适时高效监测。有关CME在微量及痕量分析方面应用 的报道，日 益增多。近几年，有关报道 增加的趋势 尤为明显。 在环境监测 的实例中， 将体现出化学修饰电极在实 际中的运用 和给人类社 会带来的巨 大利益，
9、并 展望了化学修饰电极在实际中 的应用前 景。化 学修 饰 电 极 (CME) 是在 电极 表面 接上 所需要 的化 学 基团 ,以使其 高选择性地进行所期待的反应 或使其拥 有某种特定 的电化学性 质。因此 ,CME用于环境 监测在 提高选择 性和灵 敏度以及 实现遥测 等方面具有独到的 优越性。 事实上 ,CME在环境监测 的应用 是随着它 在分析化 学中 的 广 泛应 用而 逐渐 渗入 的 ,而 这 一成 果则 归 功 于八十 年 代聚 合物薄 膜CME 的出现。 与 早期采用共 价键合法和 吸附法制 备的单分子 层 CME 相比 ,聚合物薄膜CME 不仅电化 学响应灵敏 ,制备 简单
10、,而且由于聚 合物薄膜本 身提供了固有的化学物理稳定 性,故电极的重 现性好且使 用寿命长 。 特别是 聚合物薄膜表面结构造成空间 的、静电的、化学的等特殊 微环境 ,可广为环 境监测所用 1 。* 学院毕业设计（论文）2 第 1 章化学修饰电极的制备与方法分类化学修饰电极的分类方法 很多，在这 里主要是按 其性质进行 分类，包括以下三种：1.1 共价键结合法这是最 早采用 的化学 修饰 法。在 电极表 面上 欲得到 高浓 度的功 能团，首要 的是 向电极 表面 引 入可 供键 合 的基 团。 修 饰方 法一 般分为 二步 进 行:第一步是电极表面的预处 理，第二步 是做表面有 机合成，最 后
11、把目的功 能团键合于电极上。对石墨体系电极的化学 修饰方法如 图 l-1。已知处于含 氧气氛中的石墨，其表面上常有 一 COOH 、一 CO、一 OH 、一内酯等基团存在。的电极预处理多用空 气氧化法来 导人含氧基 ，但其浓度 不高，而且 只在与碳层垂直的棱面上产生， 在与碳层平 行的基面无 反应。若用高 锰酸钾 、重铬酸钾、浓硝酸及过氯 酸钠等做湿 法氧化处理 ，就能导人 相当量的含 氧基(010一 克分子 /厘米2)。此法手续 简便，但存 在试剂沾污 不易清除的 缺点。最好采用氧 等离子体 处理 (或先用 氢等离子体 刻蚀后再与 氧接触， 或 与微波产生的原子态的氧反应 )，导入的含 氧基
12、浓度 较高，速度 快，也无沾 污而且重现性也好。为进一 步提高相同 的含氧基的 浓度，还可 在氧化后再 用还原剂，如氯化锂铝、硼 化氢、硼氢 化钠、硫代 硫酸钠等进 行还原处理 ，使石墨表面的含氧基均变为 一 OH 基，提供了高浓度的为键 合反应的基 。常用硝化剂如混合酸处理 ，也可在电 极表面上直 接导人胺基 ，或先用氢 等离子体清洁石墨表面，再与 含一 NH2 的试剂反 应;甚至还可 用氨等离子 体直接向电极表面导入胺基。 此外，将 碳纤维在真 空中加热 到 1000以上，清除氧化物就会使电极表 面活化，冷 却到室温后 ，与溴化乙 烯或卤化丙 烯相接触而导入卤基。* 学院毕业设计（论文）3 图 1-1 石墨体系电极的化学修饰过程用共价键合法制备化学修 饰电极的性 能稳定。最 近已研制出 具有导电功能团的化学修饰电极， 如四硫富瓦 烯电极及四 硫富瓦烯四 氢喹喏二甲 烷电极等。1.2 吸附法电极表 面被溶 液中物 质强 吸附而 无意识 地被 修饰已 多年 ，过去 总认为“吸附”是一种干扰，而 化学修
