納米材料化學(xué)修飾碳糊電極的構(gòu)筑及應(yīng)用.pdf

1、近年來，科學(xué)工作者們對(duì)碳糊電極(Carbon Paste Electrode，縮寫為CPE)的制備、表征、發(fā)展及其在生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品藥品分析等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，并對(duì)碳糊電極發(fā)展前景進(jìn)行了展望。碳糊電極因具有成本低廉、靈敏度高、易于更新、構(gòu)筑方法簡(jiǎn)單、殘余電流低等特性，而在分析化學(xué)尤其是在電化學(xué)中發(fā)揮了重要的作用，化學(xué)修飾碳糊電極拓展了碳糊電極的應(yīng)用范圍。
　　碳元素是科學(xué)界的“神話”，碳納米材料則是近年來出現(xiàn)的新

2、星，碳納米管(Carbon Nanotubes,CNTs)、石墨烯(Graphene，Gr)、氧化石墨烯(Graphene Oxidation,GO)等多為奇才，引起了科學(xué)家們對(duì)碳元素的研究熱潮。大量研究表明:碳納米管的大比表面積、低成本、強(qiáng)催化性能等特性為其在伏安傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　量子點(diǎn)(Quantum Dots，縮寫為QDs)是一種半導(dǎo)體納米材料，因?yàn)轶w積小、比表面積大、生物相容性好，而在化學(xué)修飾方面具有

3、其他材料無法比擬的優(yōu)勢(shì)，故而量子點(diǎn)在化學(xué)、生物傳感器領(lǐng)域應(yīng)用愈加廣泛。
　　本論文在前人研究的基礎(chǔ)上，主要利用納米材料（碳納米管、量子點(diǎn)）作為修飾劑摻雜到碳糊電極中進(jìn)行了以下研究:
　　（一）、制備了裸碳糊電極(CPE)、多壁碳納米管摻雜碳糊電極(MWCNTs/CPE)兩種電極作為伏安傳感器，對(duì)碳納米管與石墨粉的配比進(jìn)行了優(yōu)化。采用多種電化學(xué)方法研究了秋水仙素在兩種電極上的電化學(xué)性質(zhì)，并對(duì)秋水仙素的電極反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。實(shí)

4、驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，秋水仙素在MWCNTs/CPE的響應(yīng)的靈敏度較高，說明MWCNTs的加入明顯地促進(jìn)了秋水仙素的反應(yīng)，最后采用差示脈沖伏安法建立了秋水仙素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性范圍可達(dá)3個(gè)數(shù)量級(jí)(1.0×10-8-2.5×10-5mol/L)，得到了很低的檢出限(8.0×10-9mol/L)。MWCNTs/CPE的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性都令人滿意，修飾電極成功的檢測(cè)了秋水仙堿片中秋水仙素的含量，結(jié)果令人信服。
　?。ǘ?、根據(jù)參考文獻(xiàn)的方法制備了聚乙

5、烯吡咯烷酮包裹的CdS量子點(diǎn)(PolyvinylPyrrolidone-CdS，縮寫為PVP-CdS)。采用透射電子顯微鏡對(duì)PVP-CdS進(jìn)行了形態(tài)學(xué)的表征，隨后紫外可見光譜、紫外光譜、紅外光譜對(duì)其進(jìn)行了表征。采用直接摻雜的方法將PVP-CdS摻雜到CPE中，制備了一種新伏安傳感器:PVP-CdS/CPE。PVP-CdS/CPE能夠明顯地促進(jìn)山奈酚的氧化還原反應(yīng)，研究了山奈酚的各種動(dòng)力學(xué)參數(shù)（如電子質(zhì)子轉(zhuǎn)移數(shù)、飽和吸附量等），推斷出了其

6、電極反應(yīng)的機(jī)理。最佳條件下，采用方波伏安法來建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到兩段線性:6.0×10-8-2.0×10-6mol/L，5.0×10-6-2.5×10-5mol/L，山奈酚的定量限為6.0×10-8mol/L。PVP-CdS/CPE成功地檢測(cè)了藥片心達(dá)康中山奈酚的含量，結(jié)果令人信服。
　?。ㄈ?、在之前的研究基礎(chǔ)上，以碳糊電極為基底，基于自組裝修飾的原理將乙二胺(En)和氧化石墨烯(GO)依次固定在碳糊電極上，成功構(gòu)筑了一種新型的

7、高靈敏度的伏安傳感器:GO/En/CPE，同時(shí)也制備了CPE、GO/CPE、En/CPE作為對(duì)照，在4種電極上研究了孔雀石綠的電化學(xué)行為。結(jié)果顯示，孔雀石綠在GO/En/CPE上響應(yīng)最好，采用差示脈沖伏安法建立了孔雀石綠標(biāo)準(zhǔn)曲線。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，孔雀石綠在GO/En/CPE上的檢測(cè)線性范圍為8.0×10-9-8.0×10-7mol/L，檢出限為5.0×10-9mol/L。建立了孔雀石綠的電化學(xué)分析方法，并用于觀賞湖水中孔雀石綠的含量測(cè)