纳米复合材料修饰电极的制备及应用

来源 :安徽工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingjiu731
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化学修饰电极是当前电分析化学十分活跃的研究领域,目前已经应用于生命科学、环境科学、分析科学等多种方面。由于纳米材料独特的物理、化学性质,利用新型纳米材料制备化学修饰电极,可以提高分析测定的选择性和灵敏度,成为化学修饰电极研究的新热点之一。  本文制备了硫化铋纳米棒修饰电极、葡萄糖氧化酶/锗酸铜纳米线修饰电极、纳米金/石墨烯复合膜修饰电极,研究了它们的电化学行为。探讨了半导体纳米材料及复合纳米材料修饰电极的电催化活性及其在生物检测方面的应用,为纳米电化学传感器的研制提供理论及应用支持。本论文的主要研究工作如下:  1.制备了硫化铋纳米棒修饰的玻碳电极,并应用于抗坏血酸电化学行为的研究。结果发现纳米棒修饰层可以有效的促进电极表面的电子转移过程,对抗坏血酸的电化学反应具有非常明显的电催化作用。研究了以pH=6.8的磷酸缓冲溶液作为支持电解质,当扫速为50 mV/s时,在1.0×10-6~1.0×10-3 mol/L浓度范围内,抗坏血酸氧化峰的峰电流与浓度呈较好的线性关系,表明该修饰电极可以用于抗坏血酸的电化学检测。  2.制备了锗酸铜纳米线修饰的玻碳电极并在修饰电极上进行葡萄糖氧化酶的固载,发现在CuGeO3纳米线修饰电极上固载后的葡萄糖氧化酶很好的保留酶的反应活性,对葡萄糖生化反应具有很好的催化作用。在最佳实验条件下,当磷酸缓冲溶液 pH=6.0,施加恒电位-0.6 V,反应温度为45℃,扫描速度为50 mV/s时,用恒电位法研究了葡萄糖在该电化学传感器上的响应情况,在5.0×10-6~7.0×10-3 mol/L浓度范围内,电化学信号与葡萄糖浓度间呈现了良好的线性关系。  3.制备了电化学还原石墨烯(ERGO)修饰电极,与氧化石墨烯修饰电极相比,其电化学活性得到了提高。当恒电位-0.2 V,沉积时间300 s时,在ERGO修饰电极上原位电沉积了金纳米粒子,制备了金纳米粒子/石墨烯修饰电极,邻苯二酚与对苯二酚在该电极上表现出了良好的电化学响应。结果表明:金纳米粒子/石墨烯复合膜修饰电极具有比石墨烯修饰电极更好的电催化活性。邻苯二酚和对苯二酚在复合修饰电极上的电化学反应受扩散过程控制。当磷酸缓冲溶液pH=5.8,扫速为50 mV/s时,该修饰电极可以实现对邻苯二酚和对苯二酚的分别测定。在5.0×10-6~2.0×10-3 mol/L浓度范围内,氧化峰的峰电流与浓度呈线性变化关系,表明该修饰电极可用于邻苯二酚和对苯二酚的电化学检测。
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