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TNT(2,4,6-三硝基甲苯)作为一种无色无味的爆炸物,因其爆炸威力大,常被恐怖分子所使用。近年来,随着公共安全形势的日益严峻,快速、简便检测TNT爆炸物受到高度重视。本论文利用TNT的分子结构和电荷转移特性发展TNT的电化学和光学分析新原理和新方法,具体内容包括:
1)利用咪唑环阳离子与碳纳米管之间的相互作用,提出并发展了一种界面电容低但电子转移快的电极/溶液体系。首先设计合成了咪唑阳离子型离子液体,利用其与金电极表面的金-硫相互作用,在金电极表面形成咪唑阳离子的单层自组装膜;利用碳纳米管和咪唑阳离子间的π电子和阳离子相互作用,将碳纳米管固定到电极表面,形成了碳纳米管薄膜电极。电化学实验表明,这种方法制备的碳纳米管电极具有低的界面电容和好的电极性能,因而在电化学分析中具有潜在的应用前景。
2)利用双层中空碳球电极的优良的电化学性能,提出了纳摩级TNT的电化学分析新方法。在第一部分研究的基础上利用电化学聚合正辛胺的方法在玻碳电极表面形成了一层疏水和绝缘的薄膜,利用中空碳球与形成的疏水薄膜间的相互作用构建了具有界面电容低和电化学反应性能高的电极/溶液体系,电化学实验表明双层中空碳球电极具有很大的比表面积可以较好的吸附TNT。所建立的方法可检测到纳摩级TNT,可望应用于超痕量TNT的现场检测。
3)利用纳米金良好的光学性质和TNT分子和脂肪胺之间独特的电荷转移作用,提出并建立了TNT的可视化检测方法。TNT是一种缺电子化合物,能与富含电子的氨基之间发生电荷转移作用,基于这一作用,利用合理设计纳米金粒子的表面化学发展了TNT可视化分析新原理和新方法,对TNT的检测浓度可到pmol级。