基于金納米粒子修飾電極的生物及有機(jī)分子的光譜電化學(xué)研究.pdf

1、本文以金納米粒子在電化學(xué)和表面增強(qiáng)拉曼光譜研究中的應(yīng)用為中心，分別采用電沉積和化學(xué)還原方法在導(dǎo)電基底表面制備了金納米粒子陣列。利用其所具有的電催化性能以及局域表面等離子體共振效應(yīng)，在電化學(xué)檢測(cè)、電催化和表面增強(qiáng)拉曼光譜方面開展了研究工作。
　　主要的研究工作如下：
　　(1)腎上腺素(EP)是一種神經(jīng)遞質(zhì)，在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起著不可替代的作用。腎上腺素存在于人體血液中，濃度過高過低都會(huì)對(duì)機(jī)體功能產(chǎn)生影響?？箟难?AA)是

2、人體中不可或缺的物質(zhì)，對(duì)于人體機(jī)能的正常運(yùn)轉(zhuǎn)意義重大。由于兩者的氧化電位十分接近，通常需要對(duì)檢測(cè)電極進(jìn)行表面修飾之后才能進(jìn)行檢測(cè)。在此，作者以金盤電極作為工作電極，分別選取了循環(huán)伏安法、電流時(shí)間曲線法、計(jì)時(shí)電流-循環(huán)伏安法這三種方法制備了金納米粒子修飾電極。再將這些電極用于腎上腺素和抗壞血酸的同時(shí)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)表明以循環(huán)伏安法或電流時(shí)間曲線法所制備的修飾電極其檢測(cè)效果不甚理想。相對(duì)而言，基于計(jì)時(shí)電流-循環(huán)伏安法所制備的納米粒子修飾電極實(shí)現(xiàn)了

3、EP和AA氧化峰有效的分離，能夠滿足對(duì)EP和AA同時(shí)檢測(cè)的要求，且兩者峰電流強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與相應(yīng)分析物濃度存在良好的線性關(guān)系。
　　(2)甲醇作為一種具有分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廉價(jià)易得，儲(chǔ)存運(yùn)輸安全等諸多優(yōu)點(diǎn)的燃料越來越多的用于直接燃料電池的研究。而鉑擁有對(duì)甲醇獨(dú)一無二的優(yōu)良催化能力，因此被廣泛用于甲醇的催化材料。在甲醇的氧化過程中生成的中間產(chǎn)物CO會(huì)造成鉑中毒，降低其催化活性。但金的存在則能夠使中毒的鉑催化劑再生。為此，作者利用電沉積

4、方法，在ITO導(dǎo)電玻璃表面制備了Au(111)晶面比例占優(yōu)的納米粒子修飾的AuNPs/ITO電極，且在此電極上進(jìn)一步沉積了鉑，制備了Pt/AuNPs/ITO電極用于甲醇的催化氧化研究。研究中對(duì)鉑的電沉積圈數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后所制備的Pt/AuNPs/ITO電極用于甲醇的催化氧化效果良好，優(yōu)于沒有鍍鉑的AuNPs/ITO電極。且Pt/AuNPs/ITO電極抗中毒能力良好，不會(huì)出現(xiàn)電流值大幅下降現(xiàn)象，對(duì)甲醇的催化氧化電流值穩(wěn)定。
　　

5、(3)表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)光譜借助納米材料的發(fā)展，如今在獲取分子光譜信息上已經(jīng)成為一種非常強(qiáng)有力的工具。SERS光譜具有很多優(yōu)于其他檢查手段，比如無損檢測(cè)，含水樣品檢測(cè)，樣品制備簡(jiǎn)單，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。由于金納米粒子陣列具有增強(qiáng)局域表面等離子體共振耦合效應(yīng)從而增強(qiáng)吸附物表面拉曼散射信號(hào)強(qiáng)度的能力，作者首先以計(jì)時(shí)電流方法在ITO導(dǎo)電玻璃表面制備金納米粒子種子，再使用化學(xué)還原生長(zhǎng)的方法使種子長(zhǎng)大來制備金納米粒子修飾的ITO基底。通過對(duì)