化学修饰电极是在电极表面进行分子设计,将具有优良化学性质的分子、离子、聚合物设计固定在电极表面,使电极具有某种特定的化学和电化学性质,丰富了电化学的电极材料,扩展了电化学的研究领域。目前已应用于生命科学、分析科学、电子学、环境科学、能源科学以及材料科学等诸多方面。本论文针对生物传感器研究和环境分析中的一些关键问题,即如何将生物成份稳定、活性高地固定到传感器上,如何快速地、灵敏地测定苯二酚、重金属离子等污染物质。使用不同的材料、不同的修饰方法制备了一系列碳/离子液体电极,并将其应用于生化和环境分析中。采用多种电化学方法,如循环伏安法(CV)、时间-电流曲线(i-t)、方波阳极溶出伏安法(SWASV)、差分脉冲伏安法(DPV)等,以及扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等技术详细研究了构建的碳/离子液体电极的结构、性质及其检测性能。本论文主要研究工作如下：(1)利用离子液体正辛基-吡啶-六氟磷酸盐(OPPF6)取代石蜡油等非导电粘合剂,将多壁碳纳米管(MWCNTs)、石墨粉、离子液体(OPPF6)混合构建了一种新型的多壁碳纳米管修饰碳/离子液体电极(MWCNTs-CILE)。对多壁碳纳米管、离子液体(OPPF6)与石墨粉的比例进行了优化,对修饰电极的电化学行为进行了详细的研究。结果表明,由于MWCNTs优异的电催化活性等特性,疏水性的离子液体较强的电子传导能力和良好的协同催化作用,使制备的修饰电极对H2O2、NADH和碱性条件下的葡萄糖都显现出良好的电催化性能。(2)通过将葡萄糖氧化酶掺杂在金胶修饰碳/离子液体电极中构建了一种新型葡萄糖生物传感器。金胶修饰的碳/离子液体电极能为包埋在其中的葡萄糖氧化酶提供一个良好的生物环境。实验结果表明,该生物传感器在葡萄糖浓度5.0×10-6～1.2×10-3和2.6×10-3～1.3×10-2mol L-1范围内呈良好的线性关系,检测限可达3.5×10-6mol L-,响应时间在10s以内。该传感器具有制备方法简单、表面易更新、灵敏度高、重现性好、对葡萄糖的响应速度快等优点,在葡萄糖的实际样品检测中有一定的潜在应用价值。(3)通过预氧化电聚合邻苯二胺将葡萄糖氧化酶固定在普鲁士蓝修饰的碳/离子液体电极上,构建了一种新型葡萄糖生物传感器。实验结果表明,制备的普鲁士蓝修饰碳/离子液体电极对H202的氧化和还原均有良好的催化能力。考察了pH值和应用电位对测定的影响。利用该传感器对葡萄糖进行检测,获得了较好的结果,线性范围为5.0×10～2.1×103mol L-1,检测限为2.0×10-6mol L-1。(4)基于碳/离子液体电极,提出了一种简单、灵敏、快速的检测三种苯二酚异构体的方法。构建的碳/离子液体电极,未经进一步修饰,对三种苯二酚异构体表现出良好的电催化和选择性能。线性范围分别为5.0×10-7～2.0×10-4mol L-1(HQ、CC)和3.5×10-6～1.535×10-4mol·L-1(RC),检测限分别为5.0×10-8mol·L-1(HQ)、2.0×10-7mol L-1(CC)和5.0×10-7mol L-1(RC)。同时考察了影响测定的因素,并用该电极对水样进行了分析,获得了比较满意的结果。(5)研究了8-羟基喹啉固定斑脱土修饰的碳/离子液体电极方波阳极溶出伏安法同时测定痕量的铅和隔离子。8-羟基喹啉固定的斑脱土对铅和隔离子有很好的富集作用。pb2+和Cd2+在修饰电极上可以产生两个分离的,峰形较好的氧化峰,峰位置分别在-0.364V和-0.884V。讨论了支持电解液、溶液pH值、富集时间、沉积电位、修饰剂的量以及可能的干扰对测定的影响。pb2+和Cd2+在0.5×10-9～1.5×10-7mol L-1的范围内呈线性关系,线性相关系数分别为0.995和0.994,检测限分别为1.0×10-10和2.0×10-10mol L-1。结果表明,该修饰电极能够灵敏地、有效地同时测定痕量金属铅和镉。(6)利用电聚合方法制备聚硫瑾/碳纳米管(PTh/CNT)纳米复合材料修饰的碳/离子液体电极,将该修饰电极应用于NADH的电催化氧化研究。结果表明聚硫瑾功能化的碳纳米管复合物对NADH具有很好的电催化氧化性能,且其氧化的过电位较低(约在30mV,相对于Ag/AgCl电极)。利用循环伏安(CV)和时间-电流(i-t)曲线对NADH进行检测,结果表明,电流响应与NADH浓度在0.8～422μmol L-1之间呈现很好的线性关系,检测限为2.6x10-7mol L-1,响应时间小于5s。同时,该电极还具有良好的重现性和稳定性。(7)结合碳纳米管、铜纳米粒子和壳聚糖的优异性能,通过一步电沉积的方法将纳米铜、壳聚糖和多壁碳纳米管修饰到玻碳电极表面,制备了一种新型的铜纳米粒子/碳纳米管/壳聚糖(Cunano/CNTs/CS)(?)纳米复合物膜修饰电极。在制备的Cunano/CNTs/CS复合膜中,壳聚糖的氨基既可以和铜纳米粒子发生作用,又可以随着电沉积过程中壳聚糖溶解度的改变将碳纳米管和铜纳米粒子一起包裹在壳聚糖膜中,能使构建修饰电极保持较高的稳定性,同时采用一步电沉积方法操作也非常简单。考察了Cu2+, CNTs和CS浓度与电沉积时间的影响,应用电位和pH值对Cunano/CNTs/CS/GCE检测NO2-的影响,详细研究了Cunano/CNTs/CS复合膜修饰玻碳电极对NO2-的电催化还原能力。修饰电极在NO2-1.0×10-7～2.5×10-3mol L-1范围内呈良好的线性关系,检测限达到2.4×10-8mol L-1,并且响应时间很快(小于2s)。