基于金納米粒子修飾電極的生物及有機分子的光譜電化學(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、電催化和表面增強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，濃度過高過低都會對機體功能產(chǎn)生影響。抗壞血酸(AA)是

2、人體中不可或缺的物質(zhì)，對于人體機能的正常運轉(zhuǎn)意義重大。由于兩者的氧化電位十分接近，通常需要對檢測電極進行表面修飾之后才能進行檢測。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、電流時間曲線法、計時電流-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檢測。實驗表明以循環(huán)伏安法或電流時間曲線法所制備的修飾電極其檢測效果不甚理想。相對而言，基于計時電流-循環(huán)伏安法所制備的納米粒子修飾電極實現(xiàn)了

3、EP和AA氧化峰有效的分離，能夠滿足對EP和AA同時檢測的要求，且兩者峰電流強度在一定范圍內(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)簡單，廉價易得，儲存運輸安全等諸多優(yōu)點的燃料越來越多的用于直接燃料電池的研究。而鉑擁有對甲醇獨一無二的優(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。研究中對鉑的電沉積圈數(shù)進行了優(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，不會出現(xiàn)電流值大幅下降現(xiàn)象，對甲醇的催化氧化電流值穩(wěn)定。
　　

5、(3)表面增強拉曼散射(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，含水樣品檢測，樣品制備簡單，靈敏度高等優(yōu)點。由于金納米粒子陣列具有增強局域表面等離子體共振耦合效應(yīng)從而增強吸附物表面拉曼散射信號強度的能力，作者首先以計時電流方法在ITO導(dǎo)電玻璃表面制備金納米粒子種子，再使用化學(xué)還原生長的方法使種子長大來制備金納米粒子修飾的ITO基底。通過對