摘 要

对苯二胺是一种化学染色剂，广泛用于各种化学染料、皮毛染色剂、化妆品中的染发剂中，同时作为苯胺类化学有机物，具有中等毒性，其毒性与邻苯二胺基本相同，可以通过皮肤吸收引起中毒。虽然没有直接的证据证明对苯二胺具有致癌性，但研究证实，对苯二胺及其氧化产物均具有毒性和潜在的致癌风险。对苯二胺具有强还原性，作为染发剂的主要有效成分，它常常与过氧化氢一起使用，其与过氧化氢的氧化还原反应就是染发剂的着色机理。染发剂作为直接接触皮肤使用的化妆品，其对苯二胺的含量是衡量其质量标准的重要指标。

钙钛矿是一类具有特殊晶体结构的金属氧化物，其结构通式为ABO₃，钙钛矿材料因其具有储量丰富、结构灵活、成本低廉、稳定性较好等特点在新能源领域备受关注，钙钛矿材料优异的电催化性能将使其成为未来研究的热门方向。

本文在一定的理论基础上制备不同比例阳离子掺杂的钙钛矿材料（La_xSr_1-xCoO₃ 0≦x≦1），研究阳离子（La、Sr）掺杂比例对检测染发剂中对苯二胺的影响。使用了X射线衍射（XRD）、氮气等温吸附（BET）、扫描电子显微镜（SEM）等方法对制备的钙钛矿材料进行表征，根据结果表明，钙钛矿材料在生物传感方面具有巨大的研究价值和应用潜力。

关键词：染发剂，对苯二胺，钙钛矿材料，生物传感

Sensing Detection of Organic Dyes by Perovskite Materials

Abstract

P-Phenylenediamine is a chemical dyeing agent, widely used in various chemical dyes, fur dyeing agents, hair dyes in cosmetics, and also as an aniline chemical organic compound, with moderate toxicity, and its toxicity. Similar to o-phenylenediamine, it can cause poisoning through skin absorption. Although there is no direct evidence that p-phenylenediamine is carcinogenic, studies have shown that p-phenylenediamine and its oxidation products are both toxic and potentially carcinogenic. p-Phenylenediamine has strong reducibility. As the main active ingredient of hair dye, it is often used together with hydrogen peroxide. The redox reaction with hydrogen peroxide is the coloring mechanism of hair dye. Hair dyes are cosmetics that are used directly in contact with the skin. The content of p-phenylenediamine is an important measure of their quality standards.

Perovskite is a class of metal oxides with a special crystal structure, and its structural formula is ABO₃. Perovskite materials have a lot of reserves, flexible structure, low cost, good stability and so on. Concern that the excellent electrocatalytic properties of perovskite materials will make it a hot topic for future research.

In this paper, a certain proportion of cation-doped perovskite material (LaxSr1-xCoO3 0≦x≦1) was prepared based on a certain theoretical basis. The effect of cation (La, Sr) doping ratio on the detection of p-phenylenediamine in hair dye was studied. . X-ray diffraction (XRD), nitrogen isothermal adsorption (BET), scanning electron microscopy (SEM) and other methods were used to characterize the prepared perovskite materials. According to the results, the perovskite material has a huge Research value and application potential.

Keywords: hair dye, p-phenylenediamine, perovskite, biosensing

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 染发剂中的对苯二胺（PPD） 1

1.3 钙钛矿材料 2

1.4 钙钛矿材料的应用 3

1.5 钙钛矿材料的制备方法 3

第二章 实验和表征 4

2.1 实验药品和仪器 4

2.2 溶胶-凝胶法制备钙钛矿材料 5

2.3 表征方法 6

2.3.1 X射线衍射(XRD) 6

2.3.2 粉体BET比表面积测定 6

2.3.3 SEM（环境扫描电镜） 7

2.4 钙钛矿材料的生物传感性能测试 7

2.4.1 制备电极浆料 7

2.4.2 制备工作电极 7

第三章 实验数据及分析 8

3.1 钙钛矿材料的形态表征 8

3.1.1 XRD相结构分析 8

3.1.2 BET比表面积分析 9

3.1.3 SEM扫描电镜分析 9

3.2 钙钛矿材料生物传感性能测试 10

3.2.1 循环伏安法（CV）测试 10

3.2.2 计时电流法（I-T）测试 11

3.3 抗干扰能力测试 13

3.3.1 干扰物（对胺基酚、间苯二酚） 13

3.3.2 循环伏安法（CV）测试 13

3.2.3 计时电流法（I-T）测试 14

第四章 结论与展望 15

4.1 结论 15

4.2 展望 15

参考文献 16

致 谢 18

第一章 文献综述

1.1 前言

染发剂作为一种常用的化妆品正在被越来越广泛的使用。随着人们越来越多的使用染发剂，对染发剂的成分进行质量监督是十分必要的。染发剂的主要类型有三种，分别是：临时染发剂，其使用高分子量染料，不能穿透头发的皮质，因此可以在一次洗涤中除去；半永久性染发剂，它利用能够穿透皮层的低分子量染料，并因此采取多次洗涤来重新获得原始颜色；以及永久染发剂，它通过偶联反应和氧化原位形成永久的染色效果^[1]。商业氧化染发剂大多是永久染发剂。永久性染发剂通常含有未着色的中间体混合物，包括邻苯二酚衍生物，氨基酚，间苯二酚以及对苯二胺。这些物质作为染料中间体加入到染发剂中并显示出了致突变性和致癌性，特别是使用对苯二胺（PPD，对位上的氨基）可以在染色过程中产生过敏和诱变中间体^[2]。由于其毒性，化妆品用途中PPD的最大浓度在许多国家受到法律限制，我国的限制含量为lt;6%。因此，找到一种可以快速检测染发剂中PPD的含量的方法对控制化妆品质量及确定化妆品质量标准有重要的意义。

近年来，人们对各种纳米材料产生了浓厚的兴趣，因为它们表现出独特或优异的物理或化学性质。我们最近的研究表明，钙钛矿材料作为一种有新兴的无机材料，对H₂O₂、葡萄糖等物质有着优异的电催化能力，它对分析物具有高催化能力且响应快速，是构建生物传感器的合适材料^[3]。在本文中，我们探索了一种简单易行的电化学测定方法，以钙钛矿材料（La_xSr_1-xCoO₃ 0≦x≦1）修饰的玻碳电极选择性测定PPD。钙钛矿材料对PPD的电化学活性用循环伏安法进行表征。并针对染发剂中的对胺基酚、间苯二酚等物质进行了抗干扰检测。这项工作表明，具有特殊性能的钙钛矿材料结合电化学技术可以提供简便的手段来选择性地检测复杂样品中的分析物。

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