離子液體中電沉積制備無取代鐵酞菁納米膜及其電催化應(yīng)用研究.pdf

1、金屬酞菁配合物(MPc)已被廣泛地用于電催化分析領(lǐng)域,其中采用合適的固定化技術(shù)制備MPc修飾電極,是研究MPc在電催化分析領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵步驟之一。由于無取代MPc溶解性極差,嚴重影響了無取代MPc修飾電極的制備和所制備電極的操作性能；在一定程度上,通過較昂貴的原料和繁雜合成過程制備取代MPc,可以消除一些不利因素,但這也增加了其實際應(yīng)用成本。本論文以功能化離子液體1-辛基-3-甲基咪唑三氟乙酸([Omim]TFA)為溶劑和支持電解質(zhì),無

2、取代鐵酞菁(u-FePc)為無取代MPc模型化合物,采用電化學沉積技術(shù)制備了u-FePc納米膜,并考察了所制備的u-FePc電沉積膜在電催化分析領(lǐng)域的應(yīng)用,具體工作如下:
　　 1.將u-FePc溶解在制備的[Omim]TFA離子液體中,在沒有外加支持電解質(zhì)情況下,采用電化學沉積技術(shù)制得了u-FePc修飾膜,詳細考察了電沉積參數(shù)(如沉積時間、溫度、掃描速度和u-FePc濃度等)對電沉積修飾膜結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:隨著沉積溫度的升

3、高,修飾膜中的u-FePc粒徑由50 nm增大到100 nm左右；改變沉積掃速,也可以調(diào)變修飾膜中的u-FePc粒徑和膜的致密度。
　　 2.以NO2-為電催化研究對象,初步考察了納米u-FePc電沉積膜對NaNO2的電催化氧化性能。結(jié)果表明,20℃,沉積圈數(shù)為40條件下制備的修飾電極催化NO2-氧化的效果最好；與裸電極對比發(fā)現(xiàn),NO2-在該修飾電極上的氧化峰電位負移了172 mV,峰電流增加了3倍。在優(yōu)化條件下,NO2-的濃度

4、在9.91×10-5～2.85×10-3mol／L范圍內(nèi)與響應(yīng)電流呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢測下限為3.14×10-5mol／L,且響應(yīng)快速,達到穩(wěn)定響應(yīng)的時間小于5s。
　　 3.將制備的納米u-FePc電沉積膜應(yīng)用于電致化學發(fā)光(ECL)分析研究。通過考察u-FePc納米膜催化魯米諾電化學行為發(fā)現(xiàn),魯米諾在修飾電極上出現(xiàn)了兩個氧化峰,對應(yīng)的兩個發(fā)光峰依次為ECL-1和ECL-2,其中ECL-2的光強度隨魯米諾濃度變化更加顯著；在

5、中性的緩沖體系中,魯米諾濃度在5×10-8～5×10～mol／L范圍內(nèi)與ECL-2的光強度呈良好的線性關(guān)系,檢測限為1.7×10-8mol／L。通過加入共反應(yīng)劑H2O2組成魯米諾-H2O2 ECL體系,研究表明,H2O2的加入不但增強了魯米諾的ECL發(fā)光信號,而且魯米諾的ECL-2發(fā)光峰負移了150 mV,H2O2的濃度在1.0×10-8～1.0×10-5mol／L范圍內(nèi)與該發(fā)光峰的光強度呈良好的線性關(guān)系,檢測限為5×10-9mol／L