聚孔雀石綠功能化碳納米管修飾電極的電化學(xué)研究

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1、http://www.paper.edu.cn聚孔雀石綠功能化碳納米管修飾電極的電化學(xué)研究張旭麟，王宗花，張菲菲青島大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院，山東青島（266071）摘要：采用電聚合方法將孔雀石綠非共價(jià)修飾到碳納米管上，制備了新穎的聚孔雀石綠/碳納米管修飾電極。以多巴胺和抗壞血酸為模型化合物，研究了該修飾電極的電催化作用。結(jié)果表明：電聚合法使孔雀石綠牢固地修飾到碳納米管上，能顯著提高電極的靈敏度和分子識(shí)別性能。可消除抗壞血酸的干擾，有利于在大量抗壞血酸存在下實(shí)現(xiàn)對(duì)多巴胺的選擇性測(cè)-3-7定。在2×10mol/L的抗壞血酸的存在下，多巴胺的差分脈沖伏

2、安法峰電流在1×10～-5-71×10mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，檢測(cè)下限達(dá)1×10mol/L。關(guān)鍵詞：多巴胺；抗壞血酸；聚孔雀石綠；碳納米管1.引言[1，2]自1991年Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管（CarbonNanoTube）以來(lái)，碳納米管獨(dú)特的力學(xué)、電子及化學(xué)特性成為近年來(lái)人們研究的熱點(diǎn)。將碳納米管用于電極修飾，除了能將其本身的物化特性引入電極界面外，同時(shí)也會(huì)由于碳納米管大比表面效應(yīng)、表面攜帶功能基團(tuán)多而對(duì)[3-5][6，某些物質(zhì)的電化學(xué)行為產(chǎn)生特有的催化效應(yīng)。染料分子一直用于電化學(xué)研究，Gorton等7]發(fā)現(xiàn)染料分子能與碳材料電極通過(guò)

3、電子云重疊進(jìn)行偶合，不僅增加了吸附強(qiáng)度，也使得電荷傳遞速率加快?？兹甘G（MG）是一種堿性三苯甲烷類(lèi)染料。由于它的結(jié)構(gòu)中含有大的共軛芳香環(huán)，通過(guò)π~π鍵作用可使其在碳納米管（CNT）側(cè)壁有一定程度的物理吸附，但這一過(guò)程吸附量少且易受環(huán)境影響，難以控制。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中以碳納米管修飾電極為基底電極，首次將孔雀石綠染料分子采用電聚合的方法非共價(jià)修飾到碳納米管上，發(fā)展了碳納米管非共價(jià)功能化的新途徑。制備的復(fù)合電極新穎靈敏、重現(xiàn)性好，修飾量可以通過(guò)聚合圈數(shù)進(jìn)行控制。將其用于模型化合物多巴胺（DA）和抗壞血酸(AA)的電化學(xué)行為研究，結(jié)果表明：制得的復(fù)合電極可

4、以完全消除AA對(duì)DA測(cè)定的干擾。本文從非共價(jià)修飾方面研究了提高CNT選擇性的途徑，為實(shí)現(xiàn)在體測(cè)定DA打下一定的基礎(chǔ)。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器與試劑CHI660B電化學(xué)工作站（上海辰華儀器有限公司）；三電極系統(tǒng)：參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為鉑絲電極，工作電極為玻碳電極、碳納米管修飾玻碳電極、聚孔雀石綠修飾碳納米管玻碳電極；CX－600型超聲波清洗機(jī)?？兹甘G（MG）（上?；瘜W(xué)試劑廠）；多巴胺（DA）（Aldrich公司）；抗壞血酸(AA)（上海化學(xué)試劑廠）；多壁碳納米管（由清華大學(xué)友好提供）。其它試劑均為分析純。所用溶液均用二次蒸餾水配制?？瞻?/p>

5、底液為pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液。聚合溶液為堿性體系：-45.0×10mol/L孔雀石綠+0.1mol/LKCl，pH=8。2.2修飾電極的制備2.2.1碳納米管基底電極（CNTE）的制備將玻碳電極在金相砂紙上打磨，在鹿皮上先后用0.3和0.05μm氧化鋁粉拋光成鏡面，-1-http://www.paper.edu.cn二次水沖洗表面，二次水中超聲2min備用。將1mg羧基化碳納米管超聲分散于1mL二次水中，取6uL滴加在玻碳電極的表面，置于紅外燈下烘干備用。圖1為羧基化碳納米管的SEM圖2.2.2聚孔雀石綠修飾碳納米管電極(PMG/CNTE)

6、的制備-4將上述基底電極置于0.1mol/LKCl+5×10mol/LMG的聚合溶液中（需通氮?dú)獬酰刂齐娢辉?1.4～1.8V區(qū)間內(nèi)，掃速為100mV/s循環(huán)掃描20圈（如圖2），即得所需修飾電極。其中Na2SO4為支持電解質(zhì)。將聚合好的電極取出、洗凈，實(shí)驗(yàn)前置于二次水中保存。聚孔雀石綠膜可牢固地附著在基底電極上，穩(wěn)定性好，30天以上性能不變。20u0Ai/-20u-40u-60u-80u-100u2.01.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5E/V(vs.SCE)圖2孔雀石綠電聚合循環(huán)伏安圖Fig2TheCVcurvesforpo

7、lymerizationofmalachitegreen.-4Solution:0.1mol/LKCl+5×10mol/LMG，phosphatebufer(pH=8.0)．Scanrate：100mV/s3.結(jié)果與討論3.1AA在PMG/CNT修飾電極上的電化學(xué)行為：AA在PMG/CNT電極、CNT修飾電極、PMG電極及裸玻碳電極上的循環(huán)伏安行為如圖3所示?？梢钥吹?，與在裸電極相比，AA在CNT電極上陽(yáng)極電位Epa負(fù)移至0.02V,圖3(b)，而當(dāng)電極上電聚合孔雀石綠后，AA在PMG/CNT電極圖3(d)和PMG電極圖3(c)上均無(wú)響應(yīng)。此結(jié)果

8、說(shuō)明PMG膜覆蓋在修飾電極表面，阻止了AA接觸電極表面，起到了空間阻滯作用，從而可以用于屏蔽AA的干擾。-2-http://www.pa