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本论文系统地研究了碳纳米管修饰电极的制作方法和电化学特性,制作了碳纳米管电极并对其进行了表征。研究了碳纳米管修饰电极对维生素B6、羟胺、对苯二酚等小分子的电催化行为,测定了羟胺和对苯二酚的电化学动力学性质,探讨了它们在电分析中的应用。主要内容如下:●研究了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC)的制备方法。用扫描电镜和透射电镜等技术对碳纳米管和CNT/GC进行了表征,并使用循环伏安法考察了CNT/GC的电化学性质。在0.1mol@L-1的PBS支持电解质溶液中,扫描速度为50mV-s-1时,在-99mV出现一个还原峰,在3mV出现一个氧化峰;考察了K3Fe(CN)6在CNT/GC上的电化学行为,实验结果表明,在50mV·s-1,Fe(CN)63-/4-电对在CNT/GC上的,还原峰电位Epc为204mV,氧化峰电位Epa为240mV,△Ep为36mV,与裸GC电极相比,还原峰电位正移37mV,氧化峰电位负移10mV,△Ep下降47mV,表明Fe(CN)63-/7-电对在CNT/GC表面的电子转移速率较快,氧化还原反应的可逆性较好。
●采用循环伏安法研究了维生素B6在碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC)的电催化和电化学检测。实验表明碳纳米管对维生素B6有良好的电催化作用,在磷酸盐缓冲溶液中,维生素B6有2个氧化峰(Epa1=0.20V,Epa2=0.44V)和2个还原峰(Epc1=-0.33V,Epc2=-0.66V),表明维生素B6在CNT/GC电极上的氧化还原比较复杂;在5.0×10-6mol·L-1~8.0×10-5mol·L-1浓度范围内,氧化峰电流与维生素B6的浓度呈线性关系,最低检测限(3σ/slope)为1.8×10-6mo·L-1。以此为基础测定了维生素B6片剂中维生素B6的含量,并进一步与紫外分光光度法测定结果进行了比较。
●采用循环伏安法、线性扫描循环伏安法研究了羟胺在CNT修饰玻碳电极(CNT/GC)上的电化学行为。实验研究结果表明,CNT对HMA具有良好的电催化作用,在0.1mol·L-1KCl支持电解质、25mV·s-1扫描速度时,在-0.62V出现一还原峰,是HMA得到2个电子还原为铵所形成,同时测定了电化学还原过程的动力学参数:电子转移数n为2,电子转移系数α为0.287,电极反应速率常数k为0.0014cm·s-1。
●采用循环伏安法研究了对苯二酚在CNT修饰玻碳电极(CNT/GC)上的电化学行为。实验研究结果表明,CNT对对苯二酚的氧化还原有明显的促进作用,在0.1mol·L-1PBS支持电解质、25mV·s-1扫描速度时,对苯二酚在CNT/GC上氧化峰电位Epa为96mV,负移57mV;还原峰电位Epc为32mV,正移29mV;峰电位差△Ep为64mV,并且峰形较为对称,电极过程的可逆性有很大的提高,峰电流也显著增大。测定了电催化过程的动力学参数:扩散系数为1.7×10-5cm2·s-1,电子转移数n为2,电子转移系数α为0.538,电极反应的异相速率常数ks为0.678s-1。