Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE的制备及其在葡萄糖生物传感器中的应用

首先以三聚氰胺为原料制备出g-C_3N_4纳米材料;再将壳聚糖(CS)与g-C_3N_4混合并滴涂在玻碳电极表面,制得CS-g-C_3N_4/GCE电极;最后将葡萄糖氧化酶(GOX)滴涂并用Nafion膜将其固定在CS-g-C_3N_4/GCE电极表面,制得Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE葡萄糖生物传感器,实现了葡萄糖氧化酶的直接电化学。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)及差分脉冲伏安法(DPV)等手段对所制备的电极进行了表征和测试。结果表明:所制得的Nafion/GOX/CS-g-C_3N_4/GCE葡萄糖生物传感器的响应范围为0.1~8.0mmol·L-1,检出限为46.7μmol·L-1,Michaelis-Menten常数为0.42mmol·L-1。该生物传感器可以排除尿酸(UA)、抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)等的干扰,表现出优异的抗干扰性和选择性。此外,该生物传感器还表现出较好的重复性和稳定性,可应用于实际样品检测。     

无定形纳米碳管的合成、表征及其纯化后的电化学性能

以焦粉制备的碳棒为碳源,以镍为催化剂,在负压条件下,于乙炔和氦气气氛中,采用电弧法合成了无定形纳米碳管（ACNT）。利用扫描电镜、透射电镜,X-射线衍射仪和拉曼光谱对产物进行表征。采用微波辅助硝酸纯化法对制备的ACNT进行纯化,并进一步在空气中纯化。用纯化后的纳米碳管修饰碳糊电极,利用循环伏安法测试了电极的电化学性能。结果表明,电极具有良好的电化学稳定性,ACNT管壁上的羟基基团被氧化而减少,导致无定形纳米碳管／碳糊电极电子传递速度减慢。     

巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极测定水中痕量重金属镉

建立了巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极检测水中痕量重金属镉的方法.将Hummers法制备的氧化石墨烯经过溴乙酸羧基化、水合肼还原、氯化亚砜酰氯化后与巯基乙醇反应制备巯基功能化石墨烯,采用X-射线光电子能谱、拉曼光谱对巯基功能化石墨烯进行表征分析;将巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极制备重金属传感器,采用循环伏安法和电化学阻抗法研究了修饰电极的电化学行为,并结合差分脉冲溶出伏安法,建立了痕量重金属镉的检测方法.结果表明:在最优化条件下,溶出峰电流与镉离子浓度在1伊10-9~150伊10-9范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数为0.993,检出限为0.015伊10-9(S/N=3),并具有良好的重现性(RSD=1.67%,n=11).     

NADH在在纳米金/过氧化聚吡咯复合材料修饰电极上的电催化氧化

采用电沉积技术在过氧化聚吡咯膜上制备纳米金,通过扫描电镜和X-射线光电子能谱对复合材料的形貌和结构进行表征。采用循环伏安和计时安培法研究烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide Adenine Dinucleotide,NADH)在纳米金/过氧化聚吡咯复合材料修饰玻碳电极上的电化学催化氧化反应。结果表明,复合材料修饰电极显著降低了NADH的氧化峰电位,峰电流与其浓度在2.0×10~(-7)～1.2×10~(-3)mol/L范围内呈现很好的线性关系,检测限为5.0×10~(-8)mol/L,该修饰电极可用于对NADH的线性检测。     

基于铂/碳纳米管修饰电极的甲醛传感器

在碳纳米管(CNTs)修饰的玻碳电极(GCE)上采用电化学沉积法制备了铂微粒/碳纳米管修饰电极(Pt/ CNTs/GCE),并以该修饰电极作为甲醛的电化学传感器,用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)研究了甲醛在该电极上的电化学行为,优化了实验条件,在此基础上建立了一种测定甲醛的伏安分析方法.实验表明:在0.01 mol/L硫酸溶液中,富集电位为-0.1 V且富集时间为3 min时,甲醛的氧化峰电流与其浓度在8.0μmol/L～1.0 mmol/L呈良好的线性关系(r=0.996),检测限为3.0μmol/L(信噪比为3:1).所提出的测定甲醛的方法具有较高的灵敏度和较好的重现性。     

巯基自组装修饰恒电位共价键合法固定基因电化学传感器的制备与表征

以金电极为基体电极,采用巯基乙醇自组装法制备了巯基乙醇自组装膜修饰电极,再以碳二亚胺为交联剂用控制电位共价键合法将DNA固定在巯基乙醇单分子层上形成了基因修饰电极。以亚甲蓝为电化学杂交指示剂,采用循环伏安法、微分脉冲伏安法等电化学方法对基因电化学传感器进行了表征。结果表明,该方法能够将DNA稳定地固定于电极表面,可用于制备自组装修饰基因电化学传感器。     

Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极的制备及其对H_2PO_4~-的测定

以尿素为原料制备石墨氮化碳(g-C_3N_4)材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂修饰于电极表面,再利用循环伏安法电沉积钴,成功制备出Co/g-C_3N_4-CHIT/GCE修饰电极,并将其应用于水样中磷酸二氢根离子(H_2PO_4~-)的电化学检测.采用循环伏安法和计时电位法进一步研究修饰电极的电化学性能.实验结果表明:在最佳实验条件下,修饰电极对H_2PO_4~-的响应电位与其浓度的对数在1.0×10~(-7)～1.0×10~(-3)mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.7×10~(-8)mol/L(S/N=3);该电极具有较宽的线性范围、较高的灵敏度和良好的选择性.     

NADH 在纳米金/过氧化聚吡咯复合材料修饰电极上的电催化氧化

采用电沉积技术在过氧化聚吡咯膜上制备纳米金, 通过扫描电镜和X-射线光电子能谱对复合材料的形貌和结构进行表征。采用循环伏安和计时安培法研究烟酰胺腺嘌呤二核苷(Nicotinamide Adenine Dinucleotide,NADH) 在纳米金/过氧化聚吡咯复合材料修饰玻碳电极上的电化学催化氧化反应。结果表明, 复合材料修饰电极显著降低了NADH 的氧化峰电位, 峰电流与其浓度在2.0×10-7~1.2×10-3 mol/L范围内呈现很好的线性关系, 检测限为5.0×10-8 mol/L, 该修饰电极可用于对NADH 的线性检测。     

氧化钌/聚苯胺复合材料的制备与电化学性能研究

以RuCl3.nH2O为原料通过溶胶-水热法制得纳米RuO2粒子,然后在RuO2溶胶体系中通过常规的化学氧化法由苯胺氧化聚合制备纳米RuO2/聚苯胺复合材料,采用扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）对其形貌和微观结构进行表征,并用循环伏安法研究了不同RuO2质量分数的复合材料电极的电化学性能。结果表明,RuO2质量分数为5%时,RuO2/聚苯胺复合材料形成致密的表面包覆型结构,聚苯胺电化学电容消失,复合材料电极电容很小。RuO2质量分数大于或小于5%时,RuO2粒子呈弥散状分布在聚苯胺中;RuO2质量分数为3%时,复合材料比电容达到极值374.6 F/g,这种复合材料具有很好的电化学特性,适于用作超级电容器电极。     

聚吡咯与十二烷基苯磺酸钠修饰的钯-镍双金属电极的制备与性能表征

采用电沉积法,以钛(Ti)网为基体材料,分别用聚吡咯(PPy)修饰、PPy与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)联合修饰,制备了钯-镍(Pd-Ni)双金属催化电极(Pd-Ni/PPy/Ti电极和Pd-Ni(SDBS)/PPy/Ti电极),探讨了SDBS掺杂对电极电化学催化活性的影响.循环伏安(CV)测试表明,在研究范围内,Pd-Ni/PPy/Ti电极的最大氢吸附峰电流值为-93 mA,Pd-Ni(SDBS)/PPy/Ti电极的最大氢吸附峰电流值为-154 mA,后者的电催化性能更优.用扫描电镜(SEM)观察了引入PPy和SDBS后电极表面形态的变化.利用电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)分析了电极表面Pd、Ni的负载量.X射线衍射(XRD)测试结果表明在2种电极上都形成了钯镍合金.实验表明,制备过程中引入表面活性剂SDBS,使Pd-Ni(SDBS)/PPy/Ti电极上的钯负载量减少,同时电催化性能提高,电化学脱氯潜能大.     

基于纳米钯和Nafion膜修饰玻碳电极的甲醛传感器研究

采用循环伏安法制备了钯纳米粒子-Nafion修饰玻碳电极(Pd/Nf/GCE)的甲醛电化学传感器,并采用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)研究了甲醛在该修饰电极上的电催化氧化作用.对修饰电极制备条件和实验条件进行了优化,在此基础上建立了一种测定甲醛的伏安分析方法.实验结果表明,甲醛在该传感器上的催化氧化作用显著;在0.1 mol/L NaOH溶液中,甲醛的氧化峰电流与其浓度在5.0μmol/L~5.0 mmol/L呈良好的线性关系,线性回归方程为:ip=7.69+2.22×104c,相关系数γ=0.996 7,检测限为1.0μmol/L,具有良好的重现性和回收率.     

纳米金胶修饰碳糊电极的制备及对多巴胺的电催化氧化

合成了纳米金胶,并将纳米金胶用于制备碳糊修饰电极(Au/CPE),应用循环伏安法研究了多巴胺在纳米金胶碳糊修饰电极上的电化学行为。实验结果表明,纳米金胶对多巴胺的电化学氧化具有明显的催化作用,多巴胺在纳米金胶修饰电极上的氧化电位明显负移,循环伏安峰电流显著增大。缓冲溶液的pH值为4—7时,多巴胺在纳米金胶修饰电极上有很好的电化学响应。在扫速低于300 mV/s范围内,该响应为一表面控制过程,并初步探讨了电催化机理。在0.04 MpH6.37的B-R缓冲溶液中,氧化峰电流与多巴胺的浓度在6.0×10-8—2.6×10-7M的范围内呈较好线性关系,线性相关系数达0.9121。     

基于门控制效应的氯霉素分子印迹传感器研制

研究了分子印迹技术与电化学检测手段相结合的分子印迹电化学传感器,并用于定量分析蜂蜜中的氯霉素含量。以亚甲基蓝为功能单体、氯霉素为模板分子,在pH＝7.0的磷酸盐缓冲溶液中采用循环伏安法在玻碳电极表面电聚合形成分子印迹敏感膜,并以此作为识别元件制备了电流型氯霉素分子印迹电化学传感器。采用铁氰化钾作为探针分子,利用门控制效应对氯霉素进行定量检测。氯霉素浓度在0.323～54.9μg/L范围内与峰电流呈良好的线性关系。检出限（3δ）为0.14μg/L。该传感器具有灵敏度高、选择性好、成本低且容易制备的优势。     

反应气源中硼碳比对BDD电极电化学检测Cr~(6+)的影响

采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)以氢气和甲烷为生长源、硼烷作掺杂源,在不同硼碳比(B/C)下制备不同硼含量的掺硼金刚石(BDD)薄膜电极,通过扫描电镜、拉曼光谱对其表面形貌、组成及结晶质量进行对比分析。依次将不同B/C下制备的BDD电极作为工作电极,通过差分脉冲伏安法检测溶液中痕量Cr6+浓度。结果表明,随着B/C增大,BDD电极膜材中金刚石晶粒间密实度下降,晶粒完整度变差;电极电化学检测Cr6+信号随反应气源中B/C增大而增大,当B/C=0.006时信号最强,电极检测限可达12ppb。加入干扰离子后检测效果依然良好。但B/C继续增大检测信号会随之降低。B/C在0.004~0.01范围内制备的BDD电极具有相对较好的电化学检测Cr6+性能。     

新型GO/MoS2复合电极的制备及对铅离子的吸附

以二硫化钼(MoS2)与氧化石墨烯(GO)复合制备了一种新型电极,通过电容去离子法将此电极应用于吸附水体中的铅离子.对电极进行了X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)和比表面积(BET)表征;对吸附实验后的电极进行了X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射和循环伏安法(CV)表征,并探讨其吸附机...     

3 巯基丙酸自组装金电极的制备及其对尿酸的电化学

采取自组装的方法制备3 巯基丙酸（3 mercaptoacetic propionic acid,MPA）自组装膜修饰金电极,进而采用循环伏安、交流阻抗等电化学方法对该电极进行表征,计算电极有效表面积为1.97×10-2 cm2.研究了尿酸（uric acid,UA）在该修饰电极上的电化学行为,结果表明,MPA/SAM/Au电极具有良好的稳定性和电化学活性,在pH=6.0的磷酸氢二钠 柠檬酸（Na2HPO4 C6H8O7）缓冲溶液中,相比裸金电极,MPA/SAM/Au电极对UA响应的峰电流较大.其氧化峰电流与尿酸的浓度在1.6×10-4～1×10-6 mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为ip/(μA)=0.738 9+0.040 46 c0/(μmol/L),相关系数R=0.998 6,检测限为5×10-7 mol/L.     

钴取代α-Ni(OH)2的结构和电化学性能

为了提高氢氧化镍电极的电化学性能,以硝酸镍为主盐,采用尿素均相沉淀法制备了钴取代氢氧化镍样品,并对其结构和电化学性能进行了表征与测试.X-射线衍射(XRD)和红外线(IR)光谱结果表明,所制备的含不同摩尔分数钴的样品均为典型α相,样品的结晶度随钴摩尔分数的增加而降低.电化学测试结果表明,随着样品中钴摩尔分数的增加,氢氧化镍电极的可逆性逐渐提高,其放电比容量逐渐增大.随着电化学循环的进行,含钴样品的放电比容量逐渐增加.钴摩尔分数为24.4%的样品在260次循环后其放电比容量达到415 mA·h/g (以纯氢氧化镍计).     

毛柄金钱菌碳材料修饰电极测定过氧化氢

以毛柄金钱菌为碳前驱体制备了一种生物质多孔碳材料(BPC), 并将其修饰到玻碳电极(GCE)表面,以此构筑了一种电化学传感器(BPC/GCE).采用扫描电镜(SEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 拉曼(Raman)光谱和氮气吸附 - 脱附测试对BPC的形貌和结构进行了表征.运用循环伏安法(CV)、 交流阻抗法(EIS)及电流 - 时间曲线研究了过氧化氢(H₂O₂)在该传感器上的电化学行为.结果显示,基于BPC/GCE电极的H₂O₂传感器在15～300 μmol/L范围内, H₂O₂的浓度与传感器信号呈线性关系,检出限为 7.5 μmol/L,且抗干扰能力强.利用所制备的H₂O₂传感器检测人尿中的H₂O₂显示,其加标回收率为95.9%～101.2%,相对标准偏差为2.8%～8.7%,因此该方法可用于人体液中H₂O₂的检测.     

对苯二酚在PPy/AgNPs/GCE修饰电极上的电化学行为

用循环伏安法(CV)将纳米银和聚吡咯修饰于玻碳电极表面,制备出对对苯二酚(HQ)具有电催化作用的聚合物膜修饰电极。研究了对苯二酚(HQ)在该聚合物薄膜修饰电极上的电化学行为。在0.1mol/L PBS缓冲溶液中,对苯二酚(HQ)在该电极上的线性范围为9.036×10-5～1.028×10-3 mol/L,检出限为3.63×10-7mol/L。     

离子液体掺杂凝胶电解质的制备及性能

以N-N二甲基丙烯酰胺(DMAA)和甲基丙烯酰氧基二苯酮(MABP)为单体,利用自由基共聚合制备了聚合物母体材料。将合成的母体材料,离子液体与双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂一起混合成均匀溶液,采用简单的溶液铸膜工艺制备成膜,经紫外(UV)交联得到交联型凝胶电解质薄膜。通过红外光谱、差示扫描量热、X-射线衍射、力学拉伸测试仪、扫描电镜、电化学交流阻抗谱、线性扫描伏安法等不同测试方法对不同交联组分比例下制得的凝胶聚合物电解质进行表征。结果表明:聚合物母体材料中MABP质量含量为30%时,综合性能较好的电解质在30℃时电导率可达1.16×10~(-4) S/cm;采用循环伏安法测得该电解质的电化学稳定窗口为+4.6 V(vs Li/Li~+),可以满足锂离子电池的应用要求;以所制备的凝胶聚合物电解质组装的锂离子电池在0.2 C的电流密度下,首次放电比容量达到245.2mAh/g。所制备的凝胶电解质与文献报道的同类电解质相比具有较宽的电化学稳定窗口和略低的离子电导率,而且具有较高的首次放电比容量,表明所设计的凝胶电解质具有在锂离子电池中应用的潜力。