化學(xué)修飾電極.ppt

《化學(xué)修飾電極.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第二章????電化學(xué)法2.1化學(xué)修飾電極2.2光譜電化學(xué)2.3生物電化學(xué)2.1化學(xué)修飾電極ChemicallyModifiedElectrodes內(nèi)容簡介引言電極的預(yù)處理制備修飾層的方法化學(xué)修飾電極的表征化學(xué)修飾電極在分析化學(xué)中的應(yīng)用利用化學(xué)或物理的方法，將特定功能的分子、離子、聚合物等固定在電極表面，實現(xiàn)功能設(shè)計?；撞牧希禾?石墨)、玻璃、金屬等一.引言化學(xué)修飾電極(CME)ChemicallyModifiedElectrodes二.電極的預(yù)處理由于在固體電極上電化學(xué)行為的重現(xiàn)性差，在修飾前必須對電極表面進行清潔處理。固體電極重現(xiàn)性差的主要原因：固體表面狀態(tài)差異金屬和碳材料的

2、表面具有一定的表面能，這種表面能的分布不均勻。晶面上存在的缺陷，如臺階、紐結(jié)、位錯和吸附原子等，使溶液中的許多物質(zhì)很容易吸附到這些具有高能的位點上而造成污染。同時金屬和碳的表面都能被化學(xué)的或電化學(xué)的方法氧化，氧化作用的同時也增加了表面粗糙度，容易形成惰化層。清潔電極表面的方法：機械研磨，拋光至鏡面。當(dāng)電極表面存在惰化層和很強的吸附層時必須用機械或加熱的辦法處理。拋光電極的材料：金剛砂，CeO2，ZrO2，MgO，α－Al2O3粉等。拋光時按粒徑降低的順序進行研磨。拋光后移入超聲水浴中清洗，直至干凈。2.化學(xué)法和電化學(xué)法處理化學(xué)的和電化學(xué)的處理，是最常用來清潔，活化電極表面的手段。電

3、化學(xué)法常用強的礦物酸或中性電解質(zhì)溶液，有時也用配位作用弱的緩沖溶液在恒電位，恒電流或循環(huán)電位掃描下極化，可獲得氧化的、還原的或干凈的電極表面。鑒定電極表面是否清潔的方法對于碳電極，采用觀測Fe(CN)63-在中性電解質(zhì)水溶液中的伏安曲線的方法。在1×10－3mol/L的K3Fe(CN)6磷酸鹽緩沖溶液中掃描，直到出現(xiàn)可逆的陰極和陽極峰。對于鉑電極，在稀硫酸中進行循環(huán)電位掃描，觀察氫和氧的電化學(xué)行為，即出現(xiàn)了氫和氧的各自的吸附和氧化峰就表示表面已清潔。金電極表面清潔的鑒定對于金電極，在稀硫酸中進行循環(huán)電位掃描，觀察其氧化與還原峰電位。直到其氧化和還原峰完全重合，即表示電極表面已清潔。

4、三.制備修飾層的方法常規(guī)方法（1）吸附型修飾電極將特定官能團分子吸附到電極表面；（2）共價鍵合型修飾電極通過化學(xué)反應(yīng)鍵接特定官能團分子或聚合物。吸附修飾電極單層吸附膜復(fù)合膜化學(xué)吸附法：是利用固體/溶液界面間的自然吸附現(xiàn)象來制備單分子層修飾電極的簡便方法，具有簡單，直接的優(yōu)點。金屬的欠電位沉積（UPD）：是指金屬在比其熱力學(xué)電位更正處發(fā)生沉積的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象常發(fā)生在金屬離子在異體底物上的沉積，又稱吸附原子。該法是制備精細結(jié)構(gòu)單層修飾電極的一種方法，通常是將一些重金屬元素欠電位沉積在某些貴金屬或過渡金屬基底上，形成一定空間結(jié)構(gòu)的單原子層。LB膜：不溶于水的表面活性物質(zhì)在水面上形成排列有

5、序的單分子膜，(Langmuir-Blodgett，LB膜)。SA膜法能獲得可控制的和均一的粗糙度的表面，表面具有很好的耐久力和穩(wěn)定性，比LB膜法更加簡單易行。優(yōu)點SA膜：基于分子的自組作用，在固體表面形成高度有序的單分子膜，自組裝膜（selfassembing，SA膜）。納米金自組裝電極的制備方法裸金電極?預(yù)處理?cysteine?沖洗?浸泡?納米金?4oC下保存（2）共價鍵合型修飾電極基底電極：碳電極，金屬電極、金屬氧化物電極；鍵合方法：基底電極表面處理→引入化學(xué)活性基團→修飾物四.化學(xué)修飾電極的表征電化學(xué)法光譜電化學(xué)法波譜法能譜法顯微學(xué)法石英晶體微天平法通過研究電極表面修飾劑

6、發(fā)生相關(guān)的電化學(xué)反應(yīng)的電流、電量、電位和電解時間等參數(shù)的關(guān)系來定性、定量的表征修飾劑的電極過程和性能。電化學(xué)方法循環(huán)伏安法計時電流法計時電位法計時庫侖法脈沖伏安法交流阻抗法中性魯米諾體系在納米金自組裝金電極與在裸金電極上CV行為的比較ECL-1:0.69VECL-1:1.03VECL-1:_0.45VECL-1:_1.22VCvp1:0.67VCvp2:1.15VCvp3:0.66VCvp4:0.47VCvp5:_0.45VCvp6:_0.95V交流阻抗法交流阻抗可以明顯的看出修飾電極表面的電子傳遞速率優(yōu)于裸金電極用小幅度交流信號擾動電解池，觀察體系在穩(wěn)態(tài)時對擾動跟隨的情況。紅外光

7、譜拉曼光譜熒光光譜偏振光譜紫外可見光譜圓二色譜光譜電化學(xué)法光譜電化學(xué)法是用各種光譜技術(shù)和電化學(xué)相結(jié)合。在同一個電解池內(nèi)進行測量的一種方法，其特點是同時具有電化學(xué)和光譜學(xué)二者的特性。可以在電極反應(yīng)過程中獲得多種有用的信息。納米金自組裝金電極的紫外-可見等離子體共振吸收差譜掃描電子顯微鏡（SEM）原子力顯微鏡（AFM）掃描隧道顯微鏡（STM）掃描電化學(xué)顯微鏡（SECM）顯微學(xué)裸金電極和納米金自組裝金電極的SEM照片裸金電極16nm金修飾金電極Hb-納米金自組裝金電極的A