基于纳米金刚石粉末电极的特定有机物检测研究

Nanodiamond(ND) powder which are made up of the nanosacle diamond particles, not only have the properties of diamond, but aslo possess the features of a nanoscale material, such as ultrafine particle size and large numbers of surface defects as well as giant specific surface area. Due to these properties, the conductivity of ND has been improved. Compared with large particle diamond, ND's surface adsorption has a large amount of oxygen, nitrogen functional groups, which provide higher chemical activity to ND. Therefore, ND's surface state could be modified by chemical treatment easily. In short,because of these unique properties, ND is expected to use as an electrode material in electrochemical fields. This project intends to study the electrochemical properties of the ND powder electrode in the chosen organic compounds solution. The detection limit for different organic compounds would be also investigated. Moreover, the effect of modifying surface state for detection limit would be studied.

纳米金刚石粉末由尺寸为纳米级的金刚石微粒组成，除具有金刚石的一般特性外，还具有纳米材料的众多特性，表面有着大量的结构缺陷和表面官能团，这使得其导电性有大幅度提高。而且表面吸附有大量的含氧、氮官能团，较大颗粒金刚石相比，具有较高的化学活性，可以通过化学处理和修饰对表面加以调节，将其用于电化学分析检测领域，可能成为新型的电极材料。 本项目拟采用纳米金刚石粉末电极，考察它在特定有机物溶液中的电化学性质，研究纳米金刚石粉末电极对于不同有机物的检测限。通过对于纳米金刚石粉末电极进行化学处理和表面修饰，使表面发生变化，考察其对于有机物检测的影响。

有机合成物的使用在我们的生产生活中广泛存在，其对于环境和人类的影响不容忽视，所以快速准确的检测有机物的存在和浓度大小显得尤为重要。本项目主要研究内容和结果如下：.1．制备不同颗粒尺寸的纳米金刚石粉末电极，对工业生产中广泛使用的酚类有机污染物对苯二酚和邻苯二酚，分别进行了电化学检测，结果表明，纳米金刚石粉末电极在磷酸缓冲液中可以很好的检测出两种酚类有机物，并得出检测限，可以达到10-6数量级。在两种酚类有机物同时存在的情况下，其在纳米金刚石电极上可以得到两个很好的分立的氧化峰，不会相互干扰。.2．使用纳米金刚石粉末电极对医用有机物抗坏血酸和多巴胺进行了电化学检测，结果表明，纳米金刚石对于上述两种有机物都有很好的电化学响应，计算得出其检测限。并且，两种有机物同时存在的情况下，在纳米金刚石电极上分别对应的氧化峰可以很好的分离。.3．考察了底液的PH值对于纳米金刚石电极检测上述四种有机物时的影响，找出检测每种有机物对应的最佳PH值条件。.4．通过多元醇微波加热法对纳米金刚石表面进行了修饰，分别得到了表面镀覆Pt颗粒和PtRu合金颗粒的纳米金刚石样品，制备成电极，对上述有机物进行检测，结果表明，表面镀覆PtRu合金可以很好的提高金刚石在溶液中的检测活性，提高检测限。. 本项目通过制备纳米金刚石粉末电极以及对其进行表面修饰提高电极检测活性，得到了性能优异，适用于恶劣环境，对于特定有机物有着很好的检测限的一种新型电极。