碳糊电极在环境分析中的应用研究开题报告

1. 研究目的与意义

19世纪人们认识到亚硝酸盐是保持食品风味和颜色的活性剂，开始用亚硝酸盐作为肉类加工添加剂，亚硝酸盐用作食品添加剂已有约1700年的历史，成了营养食品的一部分。作为一种食品添加剂，亚硝酸盐的主要作用是护色及防腐。亚硝酸盐用于肉及肉制品中时产生的一氧化氮与肉类中的肌红蛋白和血红蛋白结合，可以生成稳定的亚硝基肌红蛋白和亚硝基血红蛋白，具有鲜艳的红色。亚硝酸盐能抑制食品中微生物的繁殖，防止食品腐败变质，延长食品保存期。肉制品的存放时间较长时会产生毒性极强的肉毒素，添加亚硝酸盐可抑制肉毒素的产生，防止食物中毒。亚硝酸盐对保持腌制肉制品的色、香、味有独特作用，迄今为止还未发现理想的替代物质,近年来有研究表明，亚硝酸盐对人体心血管系统有一定保护作用，还能抑菌，因此国内外仍使用亚硝酸盐作为肉制品的添加剂。但亚硝酸盐对人体健康危害很大，人类摄入亚硝酸盐会引起急性中毒，出现精神不振、倦怠乏力、萎靡思睡、头痛头晕等症状。大剂量的亚硝酸盐进入人体后，可使血液中的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，引起高铁血红蛋白症，失去运氧功能，导致组织缺氧，从而出现中毒，还可使血管扩张血压降低。人体摄入0.2 g - 0.5 g即可引起中毒，3 g已可致死，所以环境、食品、生物样品中的亚硝酸盐含量的测定具有非常重要的意义。

检测亚酸盐含量的常用方法有分光光度法、催化光度法、色谱法、电化学法等，其中电分析方法具有许多优点：检测仪器易于微型化、自动化，且造价较低；检测所需电极可以调控，可以加工成不同的形状和尺寸来满足不同的检测要求；不需要特殊的辅助设备和额外的维持费用； 灵敏度高和选择性好；适合于在位富集和测定；还可以用众多的生物或化学试剂进行修饰以提高电极的选择性和灵敏度，从而适合于复杂样品的分析。

在电化学检测分析中，碳电极由于其化学惰性以及相对较宽的电位窗口和较低的背景电流，可用于多种物质的分析，是使用最广泛的电极。最常用的碳电极有玻碳电极(gce) 和碳糊电极(cpe)。玻碳电极背景电流低、电极强度好、电极分布均匀，但是修饰方法比较单一，电极表面吸附易饱和；与其相比，碳糊电极构造简单，成本较低，电极组成可调控，电极修饰方法多样，表面容易更新使用寿命长，有独特的电化学优势和广泛的适用条件。

2. 研究内容和预期目标

按照文献的方法，用水热法合成镍钴铬三元水滑石，表征合成的材料，将其作为修饰剂合成修饰碳糊电极。

试验三元水滑石修饰碳糊电极和裸电极对样品的电化学响应，记录数据，并绘制相关的图表。

3. 研究的方法与步骤

1. 镍钴铬三元水滑石的合成

仅有石墨和粘合剂构成的裸碳糊电极单独使用时，它的作用是相当有限的。所以我们要选用特定的修饰剂对碳糊电极进行一定程度的修饰。此处选择易合成，成本低，具有良好吸附性能的黏土类物质作为修饰剂。

4. 参考文献

[1] 石峰, 李侃, 贾金平,等. ni/mg/fe三元水滑石修饰碳糊电极检测食品中亚硝酸盐[j]. 食品科学, 2013, 34(12):109-113.

[2] 石峰. 修饰碳糊电极的制备及其在环境检测中的应用[d]. 上海交通大学, 2013.

[3] 闫玥, 韩晓霞, 冯芸,等. 纳米金/β-环糊精复合修饰碳糊电极测定亚硝酸盐[j]. 分析科学学报, 2017, 33(1):47-51.

5. 计划与进度安排

1 (第一周) 接受任务，查阅论题相关文献，进行资料收集，了解论题所研究的背景以及研究目的，拟好开题报告的大纲。

2（第二－三周） 按照大纲开始编写开题报告，细化实验步骤并完成开题报告，同时开始英文文献的翻译工作，进入实验室检查药品以及仪器是否齐全，为毕业实验做好准备工作。

3（第四－十三周） 开始毕业论文实验，按方法步骤依次合成ni/co/cr三元水滑石，用xrd、sem、tem等对该材料进行表征，将其作为修饰剂修饰碳糊电极。试验三元水滑石ni/co/cr-ldh 修饰碳糊电极(cmcpe)以及裸电极(cpe)对亚硝酸钠的电化学响应，并详细记录和及时处理实验过程中所得到的数据和图表。