碳納米管復(fù)合物修飾電極的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、化學(xué)修飾電極是通過(guò)化學(xué)修飾的方法在電極表面進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，將具有優(yōu)良物理/化學(xué)性質(zhì)的分子、離子、聚合物固定在電極表面，從而具有某種特定的化學(xué)和物理性質(zhì)的一類(lèi)電極。其應(yīng)用已涉及到化學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、食品和軍事等諸多領(lǐng)域。另一方面，碳納米管（CNTs）自1991 年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就由于其獨(dú)特的納米一維管狀結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)及電化學(xué)等性質(zhì)，在物理、化學(xué)和材料科學(xué)等許多領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。本論文使用不同材料、不同修飾方法制備了一

2、系列新型的碳納米管復(fù)合物修飾電極，并將它們應(yīng)用于傳感和電催化領(lǐng)域，取得了一些有價(jià)值的成果。 本論文的主要研究工作如下： （1）通過(guò)中性紅在多壁碳納米管（MWNTs）修飾的玻碳電極（GC）上的電聚合制得MWNTs/聚中性紅（PNR）復(fù)合物修飾電極。用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察了復(fù)合物的微觀結(jié)構(gòu)，并用循環(huán)伏安（CV）法研究了修飾電極的電化學(xué)性質(zhì)及其對(duì)溴酸鹽（BrO3?）的電催化還原。作為一種BrO3?傳感器，GC/MWN

3、Ts/PNR 電極擁有良好的性質(zhì)，如：0.8 μM 的檢測(cè)限，800.3 μA·mM?1·cm?2 的靈敏度，小于3 s 的響應(yīng)時(shí)間，4 μM 到12 mM 的線性范圍，良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性等。 （2）研發(fā)了一種基于MWNTs/磷鉬酸（PMo12）復(fù)合膜修飾的石墨（PG）電極的電流型BrO3?傳感器。由于MWNTs 和雜多酸之間存在著自發(fā)而強(qiáng)烈的化學(xué)吸附，MWNTs 能夠被很好地分散于PMo12 的水溶液中，從而形成均一的MWN

4、Ts/PMo12 復(fù)合物。由于MWNTs 和PMo12 獨(dú)特的電子和電催化性質(zhì)，MWNTs 和PMo12 的結(jié)合導(dǎo)致了對(duì)BrO3?響應(yīng)電流顯著的協(xié)同增強(qiáng)。基于PG/MWNTs/PMo12 電極的BrO3?傳感器表現(xiàn)出了許多卓越的性能，譬如：0.5μM 的檢測(cè)限，760.9 μA·mM?1·cm?2 的靈敏度，低于2 s 的響應(yīng)時(shí)間和5 μM到15 mM 的線性范圍等。 （3）研究了MWNTs/普魯士藍(lán)（PB）復(fù)合膜的電化學(xué)性質(zhì)。