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自七十年代聚合物型化学修饰电极诞生以来,不同电极表面修饰各种聚合膜一直是备受关注的研究领域。与金属和碳电极相比,聚合物化学修饰电极可以通过设计各种各样的聚合膜以提高检测灵敏度和选择性,适用于很多物质的分析。这些电极已成功用于改善电极修饰膜的离子选择渗透性、电极的稳定性和重现性及实现电催化化学分析等方面,还可固定生物活性分子而无明显失活,以研制生物传感器。 电化学石英微天平(EQCM)方法是研究化学修饰电极的形成过程、膜内离子传输等的重要手段和工具。与传统的仅监测石英晶体振荡频率的电化学石英晶体微天平相比,本文涉及的研究型石英微天平(RQCM,带有高性能锁相振荡电路)-电化学联用技术可获取更全面的晶体谐振信息,从而可同步动态研究电化学反应或过程的多种理化参数和材料学性质,如电极表面低至纳克级的质量变化、修饰膜的粘弹性、溶液粘密度等。本学位论文主要内容如下: 1.综述了聚合物型修饰电极及电化学石英微天平研究近年相关文 献。 2.将电化学石英微天平(EQCM)和紫外漫反射光谱电化学(DRSEC)联用,提出了压电紫外漫反射光谱电化学(PDRSEC)新技术,用于1.0 mol L-1 HC1O4水溶液中苯胺和邻氨基苯甲酸的电化学共聚过程及共聚膜特性研究。在未抛光的压电石英晶体电极上,使用积分球的紫外漫反射光谱电化学新技术能获得比镜面反射光谱电化学更高的光学灵敏度。聚合液中邻氨基苯甲酸单体的物质的量与总单体的物质的量的比值定义为F1,从不同F1的共聚液形成的共聚膜的性质介于两种均聚物之间,且随F1的变化而变化。用EQCM的频率和动态电阻的变化表征了各共聚膜在不同pH值溶液中的溶胀/溶解行为,发现这种行为与F1值有关并进行了有关讨论。在HAc-NaAc(pH 5.6)缓冲溶液中用EQCM双阻抗系统研究了溶菌酶在各电极上的吸附行为,发现溶菌酶在F1值大的共聚溶液生成的聚合膜上吸附量多,证明该共聚膜可以作 为结合量可调的阳离子蛋白质固定基底。3.丹宁酸掺杂聚毗咯膜(PPY/TA)修饰的金电极可用于选择性检测 多巴胺。EQCM研究表明,与高氯酸根掺杂的聚毗咯膜 (PPY/c 104一)相比,丹宁酸掺杂的聚毗咯膜在溶液pH值高于3一4 时,其氧化还原过程中只伴随着阳离子去掺杂和掺杂。该修饰电 极可有效地阻挡阴离子,如Fe(cN)户、抗坏血酸(AA)根离子, 使其在优化的电极上不能发生氧化还原,而对阳离子,如 Ru(NH3)6,+、多巴胺(nA),的电化学活性几乎没有影响。5 00 Hz 的PPY/TA膜修饰电极可以有效地消除5 .0 mmolL一’的AA的氧 化还原响应。可能因DA的氧化产物被AA化学还原(EC‘机理), AA的共存提高了DA的氧化电流,在1.0 mmolL一,的AA溶液中 DA的响应最为灵敏。DA的差分脉冲伏安氧化峰电流与其浓度 (引。林molL一,)呈线性关系,在无AA和有1 .0 mmolL一’AA的 磷酸缓冲溶液中DA的检测灵敏度分别是0.125和0.268林A单mol L一,;检测下限分别是2.0和0.3林molL’’。4.在强酸性溶液中,鲁米诺能在金电极上电氧化聚合得到聚鲁米诺刚 性膜,该膜有一对峰形良好的氧化还原峰。该聚鲁米诺膜修饰电极 可用于电催化氧化对苯二酚。在0.5 molL一’HZsO;溶液中,该修饰 电极上对苯二酚氧化电流的线性范围为5.0xl0一“一2.oX10一mol L一1。