微納電極制備、納電極表面吸附行為及電沉積初步研究.pdf

1、微納電極由于具有較好的傳質(zhì)特性,快的響應(yīng)時(shí)間及較高的空間分辨率而被廣泛應(yīng)用于電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)及電化學(xué)微體系的研究。但是微納電極尤其是納電極的可控、高效地制備及電極的絕緣包封仍存在具大挑戰(zhàn),納米電極的應(yīng)用目前仍主要局限在經(jīng)典氧化還原電對(duì)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的研究。
　　 本文主要發(fā)展了微納電極的制備方法,并嘗試在納電極上生長(zhǎng)單粒子或在電極表面沉積敏感層以制備生物傳感器,拓寬微納電極的應(yīng)用。獲得的主要結(jié)果如下:
　　 首先,我們通

2、過(guò)電聚合包封的方法制備出了適合對(duì)單細(xì)胞氧化應(yīng)激水平進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的碳纖維微電極,并利用激光拉制的方法高效地制備了小尺寸的金屬(金/鉑)納米電極,金屬納米電極用玻璃進(jìn)行包封,可以有效避免針孔的形成,從而可對(duì)納米電極界面電化學(xué)行為進(jìn)行可靠的研究;
　　 其次,我們利用鉛/銅欠電位沉積及氧在電極上的吸附研究了吸附原子在金納米電極上的表面擴(kuò)散行為,通過(guò)粗糙因子的計(jì)算表明吸附氧物種在金納電極上會(huì)發(fā)生顯著的表面擴(kuò)散,小尺寸的納米電極的粗糙因子

3、可高達(dá)2,3個(gè)數(shù)量級(jí),銅/鉛在納電極上的欠電位沉積研究結(jié)果也表明欠電位沉積吸附的金屬原子也會(huì)在金納米電極表面上擴(kuò)散;
　　 最后,我們通過(guò)電沉積或有機(jī)小分子對(duì)微納電極進(jìn)行修飾,以望把其應(yīng)用領(lǐng)域拓寬到單粒子及生物細(xì)胞的分析檢測(cè)。研究結(jié)果表明通過(guò)電沉積或分子修飾的方法可在納米電極表面生長(zhǎng)或吸附單個(gè)粒子,以對(duì)單粒子的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。另外在電極表面鍍鉑黑或者在其表面沉積IrO2、普魯士藍(lán)等傳感層,可把碳纖維微電極應(yīng)用于生物分析檢測(cè)中

4、。通過(guò)種子法還可在納電極生長(zhǎng)出單根ZnO納米棒,為單根ZnO納米棒電學(xué)性質(zhì)的研究鋪平了道路。
　　 總之,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探索,我們發(fā)展了一種較高效地制備不同尺寸微納電極的方法,并在此基礎(chǔ)上拓寬了微納電極的可能應(yīng)用。其中碳纖維微電極經(jīng)電沉積修飾后,可應(yīng)用到細(xì)胞氧化應(yīng)激水平的檢測(cè)及其它微體系的分析檢測(cè)中。納米電極尺寸小,其表面靜電場(chǎng)、分子吸附、邊緣效應(yīng)等會(huì)對(duì)其響應(yīng)產(chǎn)生影響,使其響應(yīng)與經(jīng)典理論出現(xiàn)偏離。利用納米電極,可以研究分子吸附、表面擴(kuò)