（分析化学专业论文）用于硝基苯类化合物快速检出的新型分析方法研究和应用.pdf

r 。一一 - _ - - - _ 一 ，-l- 1 峄， 蕾芒 i 一 2 0 1 1 d i s s e r t a t i o nf o rp h dd e g r e e s c h o o lc o d e ：1 0 2 6 9 s t u d e n t sn u m b e r ： 5 2 0 8 0 6 0 6 0 1 0 e a s tchln an or m a lun i v e r s i t y s t u d yo nn o v e la n a l y t i c a lm e t h o d sa n dt h e i r a p p l i c a t i o n s f o rt h er a p i dd e t e c t i o no fn i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d s d e p a r t m e n t ：c h e m i s t r y m a j o r ： r e s e a r c hf i e l d ： e l e c t r o a n a l y t i c a lc h e m i s t r y s u p e r v i s o r ： s t u d e n t sn a m e ：d o n g x i an i e a p r i l ，2 01 1 ，s h a n g h a i r - 1 一 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文用于硝基苯类化合物快速检出的新型分析 方法研究和应用，是在华东师范大学攻读硕士7 弋声请勾选) 学位期间，在导 师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：盈叁盗日期：2 口j f 年5 月2 引了 华东师范大学学位论文著作权使用声明 用于硝基苯类化合物快速检出的新型分析方法研究和应用系本人在华东 师范大学攻读学位期间在导师指导下完成的硕士博( 请勾选) 学位论文，本 论文的研究成果归华东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留 和使用此学位论文，并向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网 送交学位论文的印刷版和电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据 库被查阅、借阅；同意学校将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数 据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方 式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部 或“涉密 学位论文，于 后适用上述授权。 本人签名盈叁霞 2 口j j 年箩月2 箩日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定 过的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方 为有效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权) 艟 _ 、一 基釜霞博士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 孔继烈教授复旦大学主席 刘宝红教授复旦大学委员 金利通教授华东师范大学委员 方禹之教授华东师范大学委员 叶建农教授华东师范大学委员 一 i 、 9 摘要 摘要 硝基苯类化合物，如间硝基甲苯、对硝基苯酚、硝基苯，2 ，4 二硝基氯苯 和2 ，4 ，6 三硝基甲苯等，作为一类重要的化工原料，已被广泛地应用于医药、 农药、炸药、染料、造纸、纺织等领域。但是此类化合物具有高毒性，会通过废 水废气排放到环境中，也会因运输或生产中的意外事故或者存贮不当进入环境 中，从而对环境、人体及微生物的都产生巨大的危害。硝基苯类化合物侵入人体 体内后，可引起抽搐、腹痛、头痛、轻度头昏、神经系统紊乱等疾病，严重时还 会致癌。因此，硝基苯类化合物已经被美国环保总局( u s e p a ) 制定为“优先污染 物”之一，也被列入我国环境优先污染物的“黑名单”。由此可见，硝基苯类化合 物对人类健康和环境造成的污染是不容忽视的，亟待开发一些快速、灵敏、准确 检测硝基苯类化合物的方法。 近年来，化学修饰电极已经越来越引起人们的广泛关注，其最突出的特点就 是可以在电极表面连接上具有特定活性的化学功能团，从而赋予电极某种新的、 特定的性质，在提高选择性和灵敏度方面有着独特的优越性，也进一步拓展了电 分析化学的应用范围。到目前为止，化学修饰电极除了被广泛用于待测物质的直 接电化学分析研究外，与其它分离技术的联用也越来越引起了科研工作者的关 注。其中，毛细管电泳安培检测方法具有分离效率高、分析速度快、样品用量 少、检测灵敏度高及易于自动化操作等优点，已被广泛应用于生命科学、农业、 食品、环境安全监测等领域。随着检测方法的不断完善，以各种特定的、功能性 的化学修饰电极作为工作电极，使得毛细管电泳安培检测方法得到了进一步的 完善，其检测对象和应用的范围也不断扩大。另外，紫外可见分光光度分析法 因其设备简单、准确度高、适用范围广、分析成本低、操作简便快速等优点，也 在实际应用中被广泛重视和采用。 本论文致力于硝基苯类化合物检测的新原理、新方法的研究和应用。通过直 接电化学、毛细管电泳分离一安培检测法、分子印迹电化学联用技术及快速、便 捷的比色分析法等，以功能性纳米粒子、碳纳米管、分子印迹材料等多种具有良 好特性的新型材料作为反应载体，成功实现了对水样中痕量硝基苯类化合物的高 灵敏的特异性检测。文中以s e m 、t e m 、红外等多种表征手段研究了所制备的 新型材料及传感器的物理性质及电化学性质；以交流阻抗、脉冲伏安和循环伏安 一 - q 一 专 摘要 等电化学方法为主要研究手段，探讨硝基苯类化合物在化学修饰电极上的电化学 性质及其电催化响应机理；构筑用于硝基苯类化合物检测的新原理、新方法。同 时，我们还以紫外可见光光度法为研究手段，初步尝试和探讨了硝基苯类化合 物在四氧化三铁磁性纳米粒子催化作用下的显色反应机理，建立了用于硝基苯类 化合物快速、灵敏检测的比色分析方法。全文共分为六个部分，具体内容如下： 1 绪论( 第一章) 本章内容主要系统地介绍了硝基苯类化合物的危害与相应检测技术的发展。 此外，在综述了化学修饰电极的发展历史和研究现状的基础上，我们还重点介绍 了基于新型功能性纳米材料和分子印迹技术与传感技术有机结合的新方法的研 究和应用；最后阐述了本论文的研究目的和意义，同时指出本论文的创新之处及 主要研究内容。 2 不同n 负载量的f d u - 1 5 p t 介孔材料电化学性质研究及其在痕量硝基苯类化 合物检测中的应用( 第二章) f d u 1 5 是一种具有高度有序的六边形孔道结构及大的比表面积的介孔材 料。本工作中，我们合成了负载不同含量p t 纳米粒子( 2 ，5 0 , 并n8 ) 的f d u - 1 5 - p t 介孔材料，并用于蛋白质的直接电化学性质研究和痕量硝基苯类化合物的电催 化还原检测。我们通过透射电子显微镜扫描( n m ) 、c o 化学吸附实验和x 射 线衍射等方法对f d u - 1 5 p t 介孔材料进行了表征，研究了不同p t 负载量对介孔 材料电化学性质的影响。发现2 的f d u 1 5 - p t 具有最小的p t 纳米粒子尺寸 ( 2 9 r i m ) 、最高的p t 金属分散度( 3 7 7 呦和最大的p t 金属比表面积( 2 1 3 6 m 2 g ) 。本 文中，我们研究了蛋白质在该介孔材料上的直接电化学性质，并通过静电作用层 层组装制备了f d u 1 5 p t ( 不同p t 含量) p d d a 修饰电极。通过对其电化学性质 进行研究发现，与5 、8 的f d u 1 5 p t p d d a 相比，2 的f d u 1 5 p t p d d a 修饰电极对硝基苯类化合物的电催化还原具有更高的灵敏度。以该修饰电极对硝 基苯类化合物进行电催化还原反应，发现催化还原电流与n 汀浓度在8 8 x 1 0 9 1 2 x 1 0 。5 m o l l 范围内呈良好的线性关系，最低检测限达到2 9 x 1 0 - 9m o l l ，实现 了新型介孔材料修饰电极对硝基苯类化合物的直接电化学检测的方法研究和应 a u - - ， ， 摘要 t 用。 ， “ 和 o p 3 多壁碳纳米管聚乙烯亚胺分子印迹材料的研制及其在特异性检出二硝基甲苯 ( d n t ) 中的应用( 第三章) 本章通过电化学传感技术与表面分子印迹技术的有机结合，以2 , 4 二硝基甲 苯( d n t ) 为模板分子，研制了一种用于d n t 特异性检测的碳纳米管聚乙烯亚 胺( m w c n 仰e i ) 印迹膜传感器。论文中通过循环伏安法和差分脉冲伏安法等 多种手段，对该表面印迹材料修饰传感器的电化学行为进行了考察，发现该修饰 电极对d n t 具有良好的电催化还原性质，其响应电流与d n t 浓度在2 2 l0 9 1 0 x l 矿m o l l 范围内呈良好的线性关系，检测下限为1 0 x 1 0 9 m o l l ( s n = 3 ) ； 同时研究还发现，与其它结构相似的硝基苯类化合物相比，由于表面印迹膜中具 有很多的印迹位点，该分子印迹膜传感器对模板分子d n t 具有良好的选择性。 本工作较好地将易于便携式、灵敏度高的化学传感器技术与特异性强、稳定性好 的分子印迹材料相融合，实现了痕量d n t 的快速、灵敏、高选择性的检测，为 分子印迹材料在电分析化学研究中的应用提供了一种新的思路。 4 用于三硝基甲苯( 耵汀) 特异性检出的二维分子印迹技术的研究和应用( 第 四章) 本章中，通过分子印迹技术和传感技术的有机结合，我们以a u 纳米颗粒为 载体，研究和制备了一种新型二维分子印迹电化学传感器并应用于三硝基甲苯 ( n 盯) 的特异性和敏感性检出。以n 盯为模板分子，通过a u 纳米粒子对n 盯 的预吸附后置于硫醇蒸气中进行单分子层自组装，硫醇通过与a u 纳米粒子的 a u s 共价键作用填充到模板分子的周围，从而实现了模板分子在表面印迹膜中 的有效嵌入。实验证明，我们所研究和制备的纳米颗粒表面分子印迹膜具有传质 阻力低、印迹位点多和模板分子吸附、脱附速度快等优点，从而实现1 n t 的特 异性检测；同时a u 纳米粒子又可以提高电极导电性，促进电子传递速度，从而 提高对n 盯检测的灵敏度。本文所制备的二维分子印迹印迹修饰电极的电流响 应与7 n 汀浓度在4 0 x 1 0 3 2 x 1 0 石m o l l 范围内呈良好的线性关系，检测限为 1 3 x 1 0 4m o l l 。该二维分子印迹印迹化学传感技术有望被用于环境水样中n 汀 r n 廿 j u _ ， f k 、 参 摘要 含量的快速、灵敏、准确的特异性检出，因此具有广阔的应用前途。 5 介孔碳修饰电极电化学性质研究及其与毛细管电泳联用技术在环境分析中的 应用( 第五章) 本章中，我们采用毛细管电泳介孔碳材料( c m k - 3 ) 修饰电极对复杂水样 中的四种重要的硝基苯类化合物：2 ，4 ，6 三硝基甲苯( t n t ) 、l ，3 ，5 三硝基苯 ( n 旧) 、2 争二硝基甲苯( d n t ) 和1 ，3 二硝基苯( d n b ) 实现了高效的分离、 分析。我们利用c m k 3 介孔材料具有好的导电性、大的比表面积及空腔体积等 优点，研究了c m k 3 修饰电极对硝基苯类化合物的电催化还原性质。将c m k - 3 修饰电极与毛细管电泳方法联用，在0 7 v 工作电位下，上述四种分析物在4 8 0 s 内即可被高效分离和灵敏检测，其浓度在8 4i _ t g l - 5 0 1 cp g l 范围内与还原 电流响应呈良好的线性关系，检测限为3 0p g l 4 7 l g l 。我们将毛细管电泳 c m k 3 修饰电极电化学检测成功地用于焦化厂废水、河水和自来水等样品中的 硝基苯类化合物的测定，获得了满意的结果，该方法的回收率达到了 9 4 8 _ 1 0 9 o 。实验结果表明我们所研究的毛细管电泳介孔碳材料( c m k 3 ) 修 饰电极分析方法具有灵敏度高、制备简单，重现性好等优点，尤其适合于复杂实 际样品的快速检测分析，为环境污染监测和治理提供了一种科学、有效的研究方 法。 6 基于人工模拟酶四氧化三铁磁性纳米颗粒的比色法快速检测二硝基甲苯 ( d n t ) 的研究和应用( 第六章) 四氧化三铁磁性纳米颗粒( f e 3 0 4m r q p s ) 由于制备简单、磁性强、化学和生物 稳定性好等优点，引起人们的广泛关注。本章中，我们通过共沉淀法制备了具有 类似过氧化物酶催化效应的四氧化三铁磁性纳米颗粒。研究发现，四氧化三铁磁 性纳米颗粒不仅可以催化h 2 0 2 氧化( 3 乙基苯并噻唑啉6 磺酸) - - 铵盐( a b t s ) 反 应，从而生成有色的氧化态a b t s ；同时也可以催化h 2 0 2 氧化盯的反应，消耗 反应物h 2 0 2 。我们基于上述原理，构建- j f e 3 0 4m n p s a b t s - h 2 0 2 d n t 反应体系， 研究发现，氧化态a b t s 在4 1 7 r i m 处的吸收峰随着d n t 含量的增加而降低并呈现 良好的线性，关系。论文通过紫外可见分光光度法对f e 3 0 4 i v 摘要 m n p s - a b t s - h 2 0 2 - d n t 体系的反应机理、反应条件等进行了深入探讨，从而初 步建立了一种简便、快速、灵敏、可靠的用于硝基苯类化合物含量测定的比色分 析新方法，为环境污染中硝基苯类化合物的监测及环境评价、环境保护等提供了 一种新颖有效的研究方法。 关键词：硝基苯类化合物化学修饰电极介孔材料分子印迹材料 比色法 v g r o u n d w a t e r , s o i l s a n ds e d i m e n t sa r et o x i ca n dc a u s eh e a l t hp r o b l e m si nb o ma n i m a l s a n dh u m a nb e i n g s ，i n c l u d i n ga n e m i a , c a t a r a c td e v e l o p m e n t , a b n o r m a ll i v e rf u n c t i o n a n ds k i ni r r i t a t i o n o t h e re f f e c t si n c l u d el e u k o c y t o s i s ，p e r i p h e r a ln e u r i t i s ，c a r d i a c i r r e g u l a r i t i e s ，r e n a li r r i t a t i o na n db l a d d e rt u m o r s e v e na f t e rd e g r a d a t i o n s ，t h e b y - p r o d u c t sa l es t i l lt o x i ca n dc a r c i n o g e n i ct oe n v i r o n m e n ta n do u rh e a l t h n e yh a v e a r o u s e dg r e a ta t t e n t i o n sa n da r ep l a c e d0 1 1t h el i s to fs t r e s sc o n t r o lp o l l u t a n t sb y u n i t e ds t a t e se n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na g e n c y i ti sa n e c e s s i t yt od e v e l o pa c c u r a t e ， s e n s i t i v e ，r a p i d ，e a s y - t o - u a n dp o r t a b l e m e t h o d st of a c i l i t a t et h e d e t e c t i o n ， q u a n t i f i c a t i o na n dr e m e d i a t i o no f n a c s r e c e n t l y , t h ec h e m i c a l l ym o d i f i e de l e c t r o d e s ( c m e s ) h a sb e e nw i d e l yc o n c e r n e d c m e sf o rq u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa r ek i n do fi d e a lu n i t yo ft h es e p a r a t i o n ，e n r i c h m e n t a n dd e t e r m i n a t i o n t h ed i s t i n g u i s h i n gf e a t u r eo fc m e si st oe n d o wt h ee l e c t r o d ew i t h n e wa n ds p e c i f i cf e a t u r e s ，w h i c hh a su n i q u ea d v a n t a g et oi m p r o v ee l e c t r o c h e m i c a l s e n s i t i v i t ya n ds e l e c t i v i t y d u et oi t sd i s t i n c t l ys u p e r i o r i t y , s u c ha sg o o ds e l e c t i v i t y a n dh i 曲s e n s i t i v i t y , h i 曲s p e e d , l o wc o s ta n do n - l i n em o n i t o r i n g ，c m e ss h o w st h e i r b r o a da p p l i c a t i o np r o s p e c ti nf o o d , e n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n ga n dm i l i t a r yf i e l d s p a r t i c u l a r l y , t h ec m e sb a s e do i lm o l e c u l e si m p r i n t e dp o l y m e rh a v er e c e i v e d e x t e n s i v e l ya t t e n t i o nd u et oi t ss i g n i f i c a n ta d v a n t a g e so fm e c h a n i c a l c h e m i c a ls t a b i l i t y , l o wc o s t , h i g hs e l e c t i v i t ya n de a s eo fp r e p a r a t i o n m o r e o v e r , t h ec m e sc a nb e e m p l o y e di nc a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s ( c e ) s y s t e ma sa m p e r o m e t r i cd e t e c t i o no 气d ) f o rt h es i m u l t a n e o u sa n ds e n s i t i v em e a s u r e m e n t so ft a r g e ta n a l y t e s i nr e c e n ty e a r s ， c e - a dh a sb e e nd e v e l o p e d 弱a ne f f e c t i v ea n a l y t i c a lm e t h o di ne n v i r o n m e n t a la r e a s d u et oi t sh i g h s e p a r a t i o ns p e e da n de f f i c i e n c y ，l o w - s a m p l ec o n s u m p t i o na n ds h o r t a n a l y s i st i m e a d d i t i o n a l l y , u v - v i ss p e c t r o p h o t o m e t r i ca n a l y s i si sa l s ow i d e l yu s e d 氐 _ l _ ， p o l y m e r s a s s u p p o r t i n gm a t r i x ，w eh a v ed e v d o p e da c c u r a t e ，s e n s i t i v e ，r a p i d , e a s y - t o - u s ea n dp o r t a b l em e t h o d sf o r t h ed e t e c t i o no fn a c sb yc o m b i n a t i o no f n a n o t e c h n o l o g y , m o l e c u l a r l yi m p r i n t e dt e c h n o l o g y , e l e c t r o c h e m i c a ls e n s o r , c a p i l l a r y e l e c t r o p h o r e s i sa n dc o l o r i m e t r i cm e t h o d s t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y ( t e m ) ， s c a n n i n ge l e c t r o n i cm i c r o s c o p y ( s e m ) ，f t - i rs p e c t r u ma n du v - v i ss p e c t r u mw e r e u s e df o rc h a r a c t e r i z a t i o no ft h ep r e p a r e dn a n o m a t e r i a l sa n dm o d i f i e df i l m t h e e l e c t r o c h e m i c a lb e h a v i o ro fn a c sa tt h ep r o p o s e dc m e sw a sc h a r a c t e r i z e db y e l e c t r o c h e m i c a li m p e d a n c es p e c t r o s c o p y , d i f f e r e n t i a lp u l s ev o l t a m m e l r y ( d p 修a n d c y c l i cv o l t a m m e t r y ( c v ) a d d i t i o n a l l y , t h er e a c t i o nm e c h a n i s mo fc o l o r i m e t r i c d e t e r m i n a t i o no fn a c sw a ss t u d i e db yu v - v i ss p e c t r o p h o t o m e t r y t h ep r i m a r y r e s e a r c hw o r ki sa sf o l l o w s ： c h a p t e r1 o v e r v i e w i n c h a p e r l ，w em a i n l y i n t r o d u c e d t h eh a z a r d o u sa n dn o x i o u se f f e c to f n i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d si no u re n v i r o n m e n t , t h ed e v e l o p m e n to fd e t e r m i n a t i o n m e t h o d sf o rt r a c en i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d s ，a n dt h e nr e v i e w e dt h eb a s i cp r i n c i p l et h e c h e m i c a l l ym o d i f i e de l e c t r o d e s ，t o g e t h e rw i t ht h e i ra p p l i c a t i o na n dd e v e l o p m e n t m e a n w h i l e ，t h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fn a n o t e c h n o l o g ya n dm o l e c u l a r l y i m p r i n t e dt e c h n o l o g yi n t oe l e c t r o c h e m i c a l s e n s o r sw a sh i g h l i g h t e d f i n a l l y , w e e m p h a t i c a l l yp o i n t e do u t t h ep u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo ft h ed i s s e r t a t i o n ，i t s i n n o v a t i o ns p o ta n dc o n t e n t 鹤w e l l c h a p t e r 2f d u 1 5 - p t c o m p o s i t e s w i t hd i f f e r e n tp t l o a d i n g a n dt h e i r e l e c t r o c a t a l y t i cr e d u c t i o n t ou r r a t r a c en i t r o a r o m a t i ec o m p o u n d s f d u - 15i sah e x a g o n a lm e s o p o r o u sm a t e r i a lw i t hn a n o m e t e r s i z e d ，h i g h l y v ， ( s n = 3 ) m o r e o v e r , t h ep r o p o s e d2 0 f d u 一1 5 - p t p d d am o d i f i e ds e n s o rh a sb e e n a p p l i e dt ot h ed e t e c t i o no fn a c si ns p i k e de n v k o n m e n t a lw a t e rs a m p l e sa n ds h o w s p r o m i s ef o rf a s ta n da c c u r a t ed e t e r m i n a t i o no f t r a c en a c si nr e a ls a m p l e s c h a p t e r3c o m p o s i t e so fm u l t i w a l l e dc a r b o nn a n o t u b e s r o l y e t h y l e n e i m i n e a n dm o l e c u l a r l yi m p r i n t e dp o l y m e r sf o r2 , 4 - d i n i t r o t o l u e n ep n t i ) r e c o g n i t i o n an o v e ls t r a t e g yf o ri m p r i n t i n go f2 , 4 一d i n i t r o t o l u e n er o s a 3m o l e c u l e sa tt h e s u r f a c eo ff u n c t i o n a l i z e dm u l t i w a l l e dc a r b o n n a n o t u b e s p o l y e t h y l e n e i m i n e ( f u n m w c n t s p e i ) w a sd e v e l o p e dt op r e p a r eah i g h l ys e l e c t i v ed n t - i m p r i n t e d e l e c t r o c h e m i c a ls e n s o r t h ee l e c t r o c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h e i m p r i n t e d f u n - m w c n t s p e i - - m i p ss e n s o rw e r e i n v e s t i g a t e db yc y c l i cv o l t a m m e t r y a n d d i f f e r e n t i a lp u l s ev o l t a m m e t r y t h ef u n - m w c n t s p e i - m i p sm o d i f i e de l e c t r o d e s h o w e de x c e l l e n te l e c t r o c a t a l y t i ca c t i v i t yt od n ta n dt h ec u r r e n tr e s p o n s e sw e r ei n g o o dl i n e a rf r o m2 2 x 1 0 9m o u l t o1 0 x 1 0 石m o l lw i t ht h ed e t e c t i o nl i m i to f1 0 x 1 0 - 9 m o l l ( s n _ - 3 ) a d d i t i o n a l l y , t h ei m p r i n t e df i l m sp r o v i d e d ag r e a t e rn u m b e ro f e f f e c t i v e i m p r i n t e d s i t e sa tt h es u r f a c eo ri nt h e p r o x i m i t yo fs u r f a c e o f f u n - m w c n t s p e i - m i p s ，a n dt h u s s h o w e d h i 曲s e l e c t i v i t y t o w a r dd n ti n c o m p a r i s o nt os i m i l a rn i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d s t h es u r f a c em o l e c u l a ri m p r i n t e d l a b s t ra c t s t r a t e g yd e v e l o p e dan e ww a yf o rr a p i d ，s e n s i t i v ea n ds e l e c t i v em e a s u r e m e n to ft r a c e d n t , a n ds h o w e dp o t e n t i a lu t i l i t yi nt h eo n l i n em o n i t o r i n go fi nt h ef i e l d so f i n d u s t r ya n de n v i r o n m e n t a lm o n i t o r i n g c h a p t e r 4t w o - d i m e n s i o n a lm o l e c u l a r i m p r i n t i n ga p p r o a c h f o rt h e e l e c t r o c h e m i c a id e t e c t i o no ft r i n i t r o t o l u e n e i nt h i sw o r k , w ed e m o n s t r a t e das e n s i t i v ea n ds e l e c t i v ee l e c t r o c h e m i c a ls e n s i n g p r o t o c o lf o r t h ed e t e c t i o no ft n t p r e p a r e df r o ma l k a n e t h i o l ss e l f - a s s e m b l e do n a u n p sm o d i f i e dg l a s s yc a r b o n ( g c ) e l e c t r o d ew i t hp r e a d s o r b e dt e m p l a t e so ft n t i t d e m o n s t r a t e dt h a tt h e2 dm o l e c u l a ri m p r i n t i n gm o n o l a y e r s ( m i m s ) c a l lp r o v i d ea b e t t e rs i t ea c c e s s i b i l i t ya n dl o w e rm a s s - t r a n s f e rr e s i s t a n c e ，w h i l et h ea u n p sc a n e n h a n c ee l e c t r o d e c o n d u c t i v i t y ，f a c i l i t a t et h ee l e c t r o nt r a n s f e ra n di n c r e a s et h e a m o u n to f t n t i m p r i n t e ds i t e s t h ep r e p a r e ds e n s o rs h o w e dn o to n l yh i g hs e l e c t i v i t y t o w a r dn 汀i nc o m p a r i s o nt oo t h e rs i m i l a rn i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d s ( n a c s ) ，b u t a l s oaw i d el i n e a rr a n g eo v e rt n tc o n c e n t r a t i o nf r o m4 0 x10 。8t o3 2 x10 - 6m w i t ha d e t e c t i o nl i m i to f1 3x10 。8 m ( s n = 3 ) m o r e o v e r ，t h ei m p r i n t e ds e n s o rh a sb e e n a p p l i e dt ot h ed e t e r m i n a t i o no ft n ti ns p i k e de n v i r o n m e n t a lw a t e rs a m p l e sa n d s h o w sp r o m i s ef o rf a s ta n ds e n s i t i v em e a s u r e m e n to ft r a c el e v e l so ft n ti nr e a l s a m p l e s c h a p t e r5s i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no fn i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d si nw a t e r u s i n gc a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i sw i t ha m p e r o m e t r i cd e t e c t i o no na ne l e c t r o d e m o d i f i e dw i t ha m e s o p o r o u sn a n o = s t r u c t u r e dc a r b o nm a t e r i a l i n t h i s a r t i c l e ，ac a r b o nd i s ke l e c t r o d em o d i f i e dw i t hm e s o p o r o u sc a r b o n m a t e r i a l ( c m k - 3 ) w a su s e di nc ew i t ha m p e r o m e t r i cd e t e c t i o ns y s t e mf o r t h e s i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no ff o u rt y p e so fi m p o r t a n tn i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d s ， i n c l u d i n g2 , 4 ，6 - t r i n i t r o t o l u e n e ( an t ) ，1 , 3 ，5 - t r i n i t r o b e n z e n e ( t n a ) ，2 ，4 - d i n i t r o t o l u e n e ( d n t ) a n d1 , 3 一d i n i t r o b e n z e n e 咖) c o m p a r e dw i t ht h eb a r ec a r b o ne l e c t r o d e ，t h e c m k - 3m o d i f i e de l e c t r o d eg r e a t l yi m p r o v e dt h es e n s i t i v i t ya tar e l a t i v e l yp o s i t i v e d e t e c t i o np o t e n t i a ld u et oi t se x c e l l e n te l e c t r o c a t a l y t i ca c t i v i t i e s ，h i g hc o n d u c t i v i t y i a b s t r a c t a n dl a r g ee f f e c t i v es u r f a c ea r e a t h ef o u ra n a l y t e sc o u l db ew e l ls e p a r a t e da n d d e t e c t e dw i t h i n4 8 0s ag o o dl i n e a rr e s p o n s ew a so b t a i n e df o rt n b ，d n b ，n 叮a n d d n tf r o m8 4t o5 0 xl0 5p g l ，w i t hc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t sh i g h e rt h a n0 9 9 9 2 a n d t h ed e t e c t i o nl i m i t sw e r ee s t a b l i s h e db e t w e e n3 0a n d4 7 p g l f o rt h ef o u r i n v e s t i g a t e dn i t r o a r o m a t i cc o m p o u n d s ( s n = 3 ) t h ec m k - 3 - m o d i f i e de l e c t r