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纳米修饰电极的制备、电化学性质研究及其应用

王广凤  
【摘要】:纳米粒子由于其独特的光学、电学、催化等性质,在修饰电极上的应用研究已引起人们极大的关注。本文将纳米技术同电化学方法结合,制备纳米粒子修饰电极,并就生物分子、神经递质和环境污染物为对象开展了应用研究。 首先,制备了吸附型和共价自组装银纳米修饰电极。采用循环伏安、示差脉冲伏安和电化学阻抗谱等电化学方法研究了SCN~-和对苯二酚的电化学行为。结果表明,吸附型银纳米修饰电极可以对SCN~-进行定量测定,检测限为4.137×10~(-8)mol/L,用于唾液中SCN~-的含量测定,结果满意;共价自组装银纳米修饰电极对对苯二酚的响应灵敏,其峰电流与对苯二酚的浓度呈线性关系,检测限为1.720×10~(-7)mol/L,用于对苯二酚模拟水样的测定效果良好。 其次,探讨了金纳米(GNP)修饰电极的制备和应用。通过共价键合法将金纳米修饰到对苄二硫醇(BDT)/金(Au)电极上,再将该金纳米修饰电极浸泡在pH6.2的血红蛋白(Hb)溶液中,获得Hb/GNP/BDT/Au电极。Hb/GNP/BDT/Au 电极在磷酸盐缓冲溶液中,于-0.180V(vs. SCE)附近出现一对氧化还原峰,这是Hb 血红素辅基Fe(Ⅲ)/ Fe(Ⅱ)氧化还原电对的特征峰。该修饰电极还可对H_2O_2 及O_2 进行电催化,在此基础上考察了其安培响应。 再次,研究了纳米Fe_3O_4修饰电极制备及其对多巴胺(DA)的催化应用。通过吸附法制备纳米Fe_3O_4修饰电极,研究了DA 在该电极上的伏安特性,发现DA 在该修饰电极的氧化峰电流较裸电极明显增加,还可有效地排除AA 的干扰,能选择性地对DA 进行定量测定,应用于样品分析,结果令人满意。同时还对催化机理进行初步探讨。 最后,考察了活性微粒银对甲醛前行动力波的催化。实验发现,银微电极在少量I~-或Br~-存在下于0.00V 产生灵敏的甲醛还原峰。机理探讨表明阳极化形成的AgI 或AgBr 吸附于电极表面,在负向扫描于较低负电位溶出产生新生态活性银,能催化甲二醇脱水,获得甲醛还原峰,有望建立直接、快速、灵敏的检测甲醛含量新方法。


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