化學(xué)修飾電極電催化過氧化氫、有機及生物小分子的研究.pdf

1、化學(xué)修飾電極(CME)是當(dāng)前電化學(xué)、電分析化學(xué)方面十分活躍的研究領(lǐng)域，將化學(xué)修飾電極用于環(huán)境和生命科學(xué)現(xiàn)象的研究已是當(dāng)今化學(xué)的發(fā)展方向之一?；瘜W(xué)修飾電極的一個重要應(yīng)用就是電催化。在分析測定方面，化學(xué)修飾電極可利用電催化反應(yīng)以提高測定的選擇性和靈敏性。過氧化氫、酚類物質(zhì)、兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)及抗壞血酸這類小分子物質(zhì)的測定是電分析化學(xué)的研究熱點之一。納米金溶膠已經(jīng)被證明具有龐大的比表面積、較強的催化活性和較好的生物相容性等優(yōu)點，研究納米金修飾

2、電極的電催化行為是本論文的主要工作之一。 本文第一部分研究了兩種不同的納米金修飾電極對鄰苯二酚的電催化氧化采用兩種不同的方法制備了納米金修飾玻碳電極(NG/GCE)：(1)利用恒電位電沉積的方法將預(yù)先制備好的納米金溶膠修飾于玻碳電極上制得NG/GCE1修飾電極；(2)采用低電位沉積的方法(UPD)將氯金酸直接在玻碳電極上還原為納米金顆粒制備了NG/GCE2修飾電極。實驗結(jié)果表明：納米金屬粒子具有良好的催化性能，NG/GCE1和N

3、G/GCE2修飾電極對鄰苯二酚的電化學(xué)氧化有較強的催化作用，使其氧化過電位降低，氧化還原電位差值大大減小，峰電流顯著增強。在中性或近中性的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中，鄰苯二酚在NG/GCE1和NG/GCE2修飾電極上氧化峰電流與其濃度分別在2.0×10-6～1.2×10-2mol·L-1，5.0×10-6～4.2×10-3mol·L-1范圍內(nèi)成良好的線性關(guān)系。該類修飾電極制備簡單，響應(yīng)快，使用方便并能用于鄰苯二酚的定量分析。 本

4、文第二部分研究了兩種不同方法制備的膜修飾電極同時電催化測定多巴胺和抗壞血酸1.選擇電化學(xué)聚合的方法制備了穩(wěn)定的靛紅膜修飾玻碳電極(IC/GCE)并通過循環(huán)伏安法和交流阻抗技術(shù)研究了修飾電極的電化學(xué)特性。實驗發(fā)現(xiàn)該修飾電極對DA和AA有較好的電催化響應(yīng)，在中性底液中，利用靛紅膜中帶負(fù)電荷的磺酸根與AA陰離子之間的排斥作用可消除其對DA測定的干擾，二者的氧化峰分開190mV，由此可在修飾電極上對兩者進行同時催化測定。實驗結(jié)果表明：在優(yōu)化的實

5、驗條件下，DA和AA的氧化峰電流與濃度的線性關(guān)系分別為2.0×10-7～1.0×10-5mol·L-1和1.0×10-5～2.6×10-3mol·L-1。此外，還對測定多巴胺和抗壞血酸可能存在的干擾進行了研究。該修飾電極制備簡單，穩(wěn)定性好，用于多巴胺和抗壞血酸的樣品檢測，效果較好。 2.采用恒電位沉積方法將檸檬酸修飾在玻碳電極上制備了CA/GCE修飾電極。通過微分脈沖伏安法(DPV)研究了該修飾電極在高濃度的抗壞血酸存在下對多巴

6、胺的電催化行為以及同時催化測定混合溶液中的多巴胺和抗壞血酸。在優(yōu)化的實驗條件下，該修飾電極能將DA和AA的陽極氧化峰分開200mV，陽極氧化峰電流較裸電極增大許多倍。在AA、DA的混合溶液中，當(dāng)AA的濃度維持1.0mmol·L-1不變時，DA在4.0×10-7～1.0×10-4mol·L-1的范圍內(nèi)變化而不受干擾；當(dāng)DA的濃度維持10.0μmol·L-1不變時，AA在4.0×10-6～4.0×10-3的范圍內(nèi)內(nèi)變化而不受干擾。同時改變二

7、者的濃度可得到DA、AA的陽極氧化峰電流與濃度分別在4.0×10-7～2.0×10-5mol·L-1和4.0×10-7～4.0×10-3mol·L-1的范圍時呈良好的線性關(guān)系，其檢測下限分別為：2.8×10-8mol·L-1，1.75×10-7mol·L-1。該修飾電極用于DA和AA的樣品檢測，靈敏度高，回收率和重現(xiàn)性較好。 本文第三部分研究了多層組裝辣根過氧化物酶/納米金/硫堇-氨基磺酸膜修飾電極對H2O2的電催化還原

8、 采用恒電位電解方法首先在玻碳電極表面聚合一層氨基磺酸膜(SA)，利用自組裝和相反電荷吸附技術(shù)將硫堇(Thi)和納米金溶膠(NG)層層修飾到電極上，最后利用納米金良好的生物相容性、大的比表面積和高表面自由能等性能，使辣根過氧化物酶在納米顆粒表面得到強有力的固定，從而制得了性能優(yōu)良的H2O2傳感器。通過伏安法和交流阻抗技術(shù)研究了修飾電極的電化學(xué)特性并討論了pH、掃描速度、溫度等實驗條件對傳感器性能的影響。研究結(jié)果表明，在優(yōu)化的實驗條件下，