基于蘆丁功能化碳納米管與離子液體復(fù)合物修飾電極的研究.pdf

1、碳納米管具有比表面積大、電荷傳遞能力強(qiáng)、吸附性好、生物相容性好和催化能力強(qiáng)等優(yōu)良特性。室溫離子液體不但可用作溶劑,又可作為支持電解質(zhì),具有電化學(xué)窗口寬、能促進(jìn)電子傳遞、高離子導(dǎo)電性和良好的生物相容性等特點(diǎn)。特別是,室溫離子液體與碳納米管的結(jié)合有利于它們電化學(xué)優(yōu)異特性的進(jìn)一步發(fā)揮,為修飾電極的制備展現(xiàn)了美好前景。
　　本論文首先以離子液體(Ionic Liquid)1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽和多壁碳納米管(MWNTs)為修飾劑

2、,制備了一種多壁碳納米管和離子液體膠修飾電極(MWNTs-IL-Gel/GCE),研究了對(duì)蘆丁的電化學(xué)行為。在此基礎(chǔ)上,制備了蘆丁功能化碳納米管與離子液體復(fù)合物(MWNTs-Rutin-IL),通過不同方法表征了此復(fù)合物的性質(zhì),并將該復(fù)合物修飾到玻碳電極研究了對(duì)色氨酸的電化學(xué)催化行為,探討了其對(duì)色氨酸的電催化機(jī)理。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.蘆丁在多壁碳納米管和離子液體膠修飾電極上的電化學(xué)行為
　　本論文以多壁碳納米管與離子

3、液體的復(fù)合膠修飾玻碳電極(MWNTs-IL-Gel/GCE)來研究蘆丁的電化學(xué)行為。蘆丁的氧化還原峰電流增強(qiáng)和電位差的減小表明了此電極對(duì)蘆丁有良好的電催化行為。同時(shí)計(jì)算得出蘆丁在MWNTs-IL-Gel/GCE電極上的電化學(xué)參數(shù)值:電子轉(zhuǎn)移系數(shù)(α)和電極反應(yīng)速率常數(shù)(ks)分別為0.47和0.2 s-1。另外,通過電化學(xué)阻抗譜、掃描電子顯微鏡、薄層的厚度的計(jì)算和紫外光譜等不同方法表征了MWNTs-IL-Gel/GCE電極。在最佳優(yōu)化條

4、件下,應(yīng)用差示脈沖法,檢測蘆丁的氧化峰電流與蘆丁的濃度在7.2×10-8~6.0×10-6 molL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢測限為2.0×10-8 molL-1。這些結(jié)果表明,該電極可以被用于靈敏,簡單和快速檢測蘆丁。
　　2.基于蘆丁功能化碳納米管與離子液體復(fù)合物修飾電極的研究
　　生物分子功能化多壁碳納米管與離子液體結(jié)合得到性能和功能協(xié)同的納米生物界面,形成了一種新型的結(jié)構(gòu)均一的生物電催化活性的功能材料。我們將蘆

5、丁作為模型生物分子,制備了蘆丁功能化碳納米管與離子液體構(gòu)成的復(fù)合體系(MWNTs-Rutin-IL)。通過熱重分析法(TGA)、紫外-可見光譜法(UV–vis)、電化學(xué)阻抗法(EIS)和掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)等不同方法表征了MWNTs-Rutin-IL復(fù)合物的性質(zhì)。在蘆丁功能化多壁碳納米管與離子液體(MWNTs-Rutin-IL)復(fù)合膜修飾玻碳電極上蘆丁與玻碳電極之間發(fā)生直接電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一對(duì)明顯的準(zhǔn)可逆氧化還原峰,而且體現(xiàn)出其具有