基于PW11Fe的表面可更新及可重復(fù)使用的電化學(xué)傳感電極的制備、表征及性能研究.pdf

1、在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域，制備表面可更新、可重復(fù)使用的高靈敏度電極一直是一個難題和挑戰(zhàn)。為了解決這個難題，本文分兩步進(jìn)行了探索。首先以Keggin型Fe(III)-取代的磷鎢雜多陰離子 PW11O39Fe(III)(H2O)4-(PW11Fe)為電催化活性組分，殼聚糖(CS)為吸附劑和粘結(jié)劑，碳納米管(CNTs)為導(dǎo)電助劑，采用溶膠-凝膠法制備了PW11Fe/CS/CNTs/C修飾電極，并用循環(huán)伏安、交流阻抗和計時電流等電化學(xué)方法研究了該電極

2、的電化學(xué)行為、對H2O2還原的電催化活性及其檢測H2O2的傳感性能。實驗結(jié)果表明，PW11Fe/CS/CNTs/C修飾電極仍然保留PW11Fe在均相水溶液中的電化學(xué)行為和對H2O2還原的電催化活性。用于檢測H2O2，響應(yīng)電流在5～35μM的范圍內(nèi)與H2O2濃度成線性關(guān)系，靈敏度和檢出限分別為0.30 mA/cm2.μM和7.3μM(S/N=3)。由于該電極的電催化活性組分只是靠粘結(jié)劑的作用附著在石墨電極表面，不能經(jīng)受表面拋光和超聲清洗，

3、因而在電極表面受沾污的情況下無法進(jìn)行表面更新和重復(fù)使用。
　　為此，本文在 PW11Fe/CS/CNTs/C修飾電極的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，將石墨烯分散到PW11Fe溶液中，制備成PW11Fe/石墨烯復(fù)合材料，以甲基三甲氧基硅烷(MTM)為交聯(lián)劑，結(jié)合溶膠-凝膠制備了PW11Fe/RGO/MTM/C復(fù)合填充電極。利用循環(huán)伏安、交流阻抗和計時電流等電化學(xué)方法研究了該電極的電化學(xué)行為、對 H2O2還原的電催化活性及其檢測 H2O2和葡萄糖

4、的傳感性能。實驗結(jié)果表明， PW11Fe/RGO/MTM復(fù)合填充電極能保持PW11Fe在均相水溶液中的電化學(xué)行為和對H2O2還原的電催化活性，同時也可經(jīng)過簡單的表面拋光對電極表面進(jìn)行更新。用于檢測H2O2，響應(yīng)電流在0.6～5.0 mM的范圍內(nèi)與H2O2濃度成線性關(guān)系，靈敏度和檢出限分別為1.338μA/mM和0.52 mM(S/N=3)。用于檢測葡萄糖，響應(yīng)電流在4.5～30μM的范圍內(nèi)與葡萄糖濃度成線性關(guān)系，靈敏度和檢出限分別為0.

5、034μA/μM和2.206μM(S/N=3)。但是，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，PW11Fe/RGO/MTM復(fù)合填充電極雖然有一定的重復(fù)使用性，但在實驗過程中依舊存在電極表面 PW11Fe泄露的問題。因此，為了解決上述問題，以PW11Fe的難溶銫鹽(CsPW11Fe)代替PW11Fe為電催化活性組分，甲基三甲氧基硅烷(MTM)為交聯(lián)劑，還原氧化石墨烯(RGO)為導(dǎo)電助劑，結(jié)合溶膠-凝膠和球磨法制備了CsPW11Fe/RGO/MTM復(fù)合填充電極。

6、同樣利用循環(huán)伏安、交流阻抗和計時電流等電化學(xué)方法研究了該電極的電化學(xué)行為、對 H2O2還原的電催化活性及其檢測 H2O2和葡萄糖的傳感性能。實驗結(jié)果表明， CsPW11Fe/RGO/MTM復(fù)合填充電極不僅可經(jīng)受表面拋光和超聲清洗，而且也能保持 PW11Fe在均相水溶液中的電化學(xué)行為和對 H2O2還原的電催化活性。用于檢測H2O2，響應(yīng)電流在0.6～5.0 mM的范圍內(nèi)與H2O2濃度成線性關(guān)系，靈敏度和檢出限分別為1.89μA/mM和0.