米托蒽醌在聚吡咯碳納米管復合修飾電極上的電化學行為文獻綜述

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1、文獻綜述米托蒽醌在聚吡咯/碳納米管復合修飾電極上的電化學行為一、前言部分碳納米管是1991年發(fā)現(xiàn)的一種新型的碳單質(zhì)結(jié)構(gòu),因其具有諸多奇特的物理化學性質(zhì)而廣泛用于材料、物理、化學等領(lǐng)域。研究表明,當碳納米管用作電極材料時,可以加速物質(zhì)的電子交換,這預示著碳納米管在制備化學修飾電極方面具有很大的應用前景。米托蒽醌(Mitoxantrone,MTX)為蒽醌衍生物類抗癌藥,可以和DNA分子結(jié)合抑制核酸的合成,具有廣泛高效的抗癌性,其抗腫瘤作用是阿霉素的5倍,且對心臟毒性?。谂R床上,米托蒽醌常用于治療晚期乳腺癌、非何杰金氏病、惡

2、性淋巴瘤、消化道癌和成人急性非淋巴細胞白血病復發(fā)[1]等疾病,因此米托蒽醌的測定具有重要的意義.迄今報道的有關(guān)米托蒽醌的測定方法有色譜法[2~3],分光光度法[4]和電化學方法[5~6]等.宋鴻鐓等[5]研究了在B—R緩沖溶液中,米托蒽醌在懸汞電極上的吸附行為,認為米托蒽醌的氧化還原較復雜.郭滿棟[6]研究發(fā)現(xiàn),在碳纖維汞膜微電極1.5次微分伏安法測定血樣中的米托蒽醌的電極反應為可逆反應.胡經(jīng)波等[7]認為米托蒽醌在鎳離子注入修飾電極上的還原反應是受吸附控制的準可逆過程.Olivcina等[8]研究了米托蒽醌在碳質(zhì)電極上

3、的氧化行為及其機理.但用多壁碳納米管修飾玻碳電極研究米托蒽醌的伏安行為尚未見報道.碳納米管是碳元素家族中的新成員[9],由碳六邊形的石墨片層卷曲而成的中空管狀物質(zhì),兩端是富勒烯結(jié)構(gòu)的端帽,根據(jù)層數(shù)可分為單壁碳納米管(SWNT)、雙壁碳納米管[10](DWNT)和多壁碳納米管(MWNTs),碳納米管的管徑一般在幾個到幾十個納米,長度一般為幾十個微米或幾毫米,是一種典型的一維納米材料[11]。碳納米管具有特殊的力學、電學、磁學性質(zhì)及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性,可應用在電子器件[12]、場發(fā)射器[13,14]、儲氫材料[15]

4、、電極材料[16]、增強增韌材料[17]等方面,潛在應用價值巨大。碳納米管可作為復合材料中理想的增強材料和功能材料,其高達1.8TPa的楊氏模量優(yōu)于所有碳纖維,可極大地提高復合材料的強度;其獨特的電學、磁學特性可用來制作多種功能材料,在航天、傳感器、涂料、抗靜電紡織物、汽車、軍事等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景,已成為納米復合材料研究領(lǐng)域中的一個熱點二、主題部分(闡明有關(guān)主題的歷史背景、現(xiàn)狀和發(fā)展方向,以及對這些問題的評述)納米科學技術(shù)是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學技術(shù)。納米科學技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進科學技術(shù)為基礎(chǔ)的科學技術(shù),它

5、是現(xiàn)代科學(混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學)和現(xiàn)代技術(shù)(計算機技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù))結(jié)合的產(chǎn)物,納米科學技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學技術(shù),例如納米電子學、納米材科學、納米機械學等。納米科學技術(shù)被認為是世紀之交出現(xiàn)的一項高科技。納米材料是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(1~102nm)的材料,它是由尺寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。它包括體積分數(shù)近似相等的兩個部分:一是直徑為幾個或幾十個納米的粒子,二是粒子間的界面。前者具有長程序的晶狀結(jié)構(gòu),后者是既沒有長程

6、序也沒有短程序的無序結(jié)構(gòu)。在納米材料中,納米晶粒和由此而產(chǎn)生的高濃度晶界是它的兩個重要特征。納米晶粒中的原子排列已不能處理成無限長程有序,通常大晶體的連續(xù)能帶分裂成接近分子軌道的能級,高濃度晶界及晶界原子的特殊結(jié)構(gòu)導致材料的力學性能、磁性、介電性、超導性、光學乃至熱力學性能的改變。納米相材料跟普通的金屬、陶瓷和其他固體材料都是由同樣的原子組成,只不過這些原子排列成了納米級的原子團,成為組成這些新材料的結(jié)構(gòu)粒子或結(jié)構(gòu)單元。一個直徑為3nm的原子團包含大約900個原子,幾乎是文里一個句點的百萬分之一,這個比例相當于一條300

7、多米長的船跟整個地球的比例。由于其組成單元的尺度小,界面占用相當大的成分。因此,納米材料具有多種特點,這就導致由納米微粒構(gòu)成的體系出現(xiàn)了不同于通常的大塊宏觀材料體系的許多特殊性質(zhì)。碳納米管是一種新奇的納米材料,作為電極材料,具有獨特的電化學特性,是電分析化學領(lǐng)域的研究熱點,具有廣闊的應用前景。CNT的直徑為幾十個納米,軸向長度卻可達幾微米甚至更長,縱橫比在100~1000范圍間。CNT獨特的一維管狀分子結(jié)構(gòu)開辟了納米材料的新領(lǐng)域,人們在不斷開發(fā)碳納米管新的合成途徑的同時,也在努力挖掘著這一新型材料潛在的應用前景。碳納米管

8、依據(jù)其原子結(jié)構(gòu)不同,將表現(xiàn)為金屬或半導體,這種獨特的電子特性使得在把它制成電極時能促進電子的傳遞。另外,利用碳納米管對電極表面進行修飾時,除了可將材料本身的物化特性引入電極界面外,同時也會擁有納米材料的大比表面積、粒子表面帶有較多的功能基團的特性,從而對某些物質(zhì)的電化學行為產(chǎn)生特有的催化效應。目前,CNT在分析化學中

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