專利名稱：碳納米管修飾電極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一種碳納米管修飾的制備方法，本發(fā)明制備的碳納米管修飾電極屬高穩(wěn)定性和高靈敏度電極可用于檢測硫代膽堿、谷胱牝肽、半胱 氨酸等具有電化學(xué)活性物質(zhì)的檢測。
背景技術(shù)：
碳納米管由于其特殊的結(jié)構(gòu)及在物理、化學(xué)、電子方面的特異性質(zhì)， 在電化學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的使用前景。眾多的研究表明，碳納米管奇異的電 子特性和很高的表面體積比意味著當(dāng)它被用于電極反應(yīng)時可以促進電子的 轉(zhuǎn)移反應(yīng)，而且對生物分子具有很好的催化和選擇性作用。目前，碳納米 管在修飾電極領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要集中在如何提高其催化性能及選擇性方 面，碳納米管修飾層的穩(wěn)定與否有著至關(guān)重要的意義。目前多數(shù)的應(yīng)用釆 用了直接滴涂法制備碳納米管修飾電極，即將碳納米管分散液滴加到電極 表面，溶劑揮發(fā)后實現(xiàn)修飾功能，但是這種方法存在穩(wěn)定性方面的嚴重問 題，特別是在流動、攪拌的體系內(nèi)，修飾層容易脫落，嚴重影響了修飾電 極的實際應(yīng)用。另外，也有一些研究利用層層自組裝技術(shù)將碳納米管修飾 到電極表面，但是由于玻碳電極表面帶電荷不足導(dǎo)致修飾效率較低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種穩(wěn)定、高效、性能優(yōu)越的碳納米 管修飾電極的制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案碳納米管修飾電極的制備方法，包括下列步 驟a.原料溶液的配制先配制質(zhì)量濃度為1%的聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液，然后加入氯化 鈉，使氯化鈉的濃度達到0.8 mol L-'調(diào)節(jié)溶液的離子強度，備用；再以 pH值為9.18的四硼酸鈉溶液作分散劑，配制出濃度為lmg/mL的碳納米管 水分散液，備用；b. 碳納米管在玻碳電極表面的電沉積將玻碳電極與鉑電極組成的兩電極體系放入步驟a配制的碳納米管水 分散液中，在兩電極上施加1.70V的工作電壓，使帶負電的碳納米管沉積 到玻碳電極表面，2小時后形成一層亮黑色的、帶大量負電荷的"前驅(qū)層"；c. 層層靜電自組裝過程上述經(jīng)過電沉積處理的玻碳電極被浸入到步驟a配制的帶正電荷的聚 二烯丙基二甲基氯化銨溶液中，15min后取出，用去離子水小心沖洗掉殘液 后，再浸入到步驟a配制的帶負電的碳納米管水分散液中，15min后取出， 用去離子水小心沖洗掉殘液，如此反復(fù)5遍在電極表面形成了 5層的碳納 米管修飾層。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用電沉積技術(shù)將帶有負電荷的碳納米管沉 積到玻碳電極表面，從而解決玻碳電極表面預(yù)處理后帶負電荷量不足的問 題，隨后在PDDA溶液和碳納米管分散液中進行層層靜電自組裝過程，得到自組裝效率高、修飾層穩(wěn)定的修飾電極。本發(fā)明可以將碳納米管有效地修 飾在玻碳電極表面，形成的修飾層對電化學(xué)活性物質(zhì)具有催化作用，提高 檢測靈敏度，降低氧化反應(yīng)過電位，提高電極的選擇性和穩(wěn)定性。本發(fā)明 制備的碳納米管修飾電極可作為高穩(wěn)定性和高靈敏度的硫代膽堿、谷胱甘 肽等檢測電極具休實施方式下面通過實施例對本發(fā)明進一步詳細描述，碳納米管修飾電極的制備 方法，包括下列步驟
a. 原料溶液的配制先配制質(zhì)量濃度為ly。的聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液，然后加入氯化鈉，使氯化鈉的濃度達到0.8 mol L-'調(diào)節(jié)溶液的離子強度，備用；再以 pH值為9.18的四硼酸鈉溶液作分散劑，配制出濃度為lmg/mL的碳納米管 水分散液，備用；b. 碳納米管在玻碳電極表面的電沉積將玻碳電極與鉑電極組成的兩電極體系放入步驟a配制的碳納米管水 分散液中，在兩電極上施加1.70V的工作電壓，使帶負電的碳納米管沉積 到玻碳電極表面，2小時后形成一層亮黑色的、帶大量負電荷的"前驅(qū)層"；c. 層層靜電自組裝過程上述經(jīng)過電沉積處理的玻碳電極被浸入到步驟a配制的帶正電荷的聚 二烯丙基二甲基氯化銨溶液中，15min后取出，用去離子水小心沖洗掉殘液 后，再浸入到步驟a配制的帶負電的碳納米管水分散液中，15min后取出， 用去離子水小心沖洗掉殘液，如此反復(fù)5遍在電極表面形成了 5層的碳納 米管修飾層。實施例a. 玻碳電極經(jīng)過拋光、電化學(xué)活化預(yù)處理后，與鉑電極組成兩電極體 系，在lmg/mL的碳納米管水分散液中，施加1.7V的電壓，電沉積2小時，形成亮黑色的、帶有大量負電荷的碳納米管電沉積層。b. 將經(jīng)過電沉積步驟的玻碳電極浸入到P/。的PDDA溶液(含0. 8mol -L-1 的氯化鈉)中，進行PDDA的靜電自組裝，15min后取出用去離子水仔細沖 洗，再浸入到碳納米管的分散液(pH9. 18的四硼酸鈉溶液為分散劑)中， 進行碳納米管的靜電自組裝，15min后取出，用去離子水小心沖洗，至此， 碳納米管修飾層為l層，反復(fù)操作，直到碳納米管的修飾層層數(shù)為5。c. 將制得的修飾電極用于濃度為5xl0-3mol !/i硫代膽堿的檢測，與未 經(jīng)修飾的裸玻碳電極相比，氧化峰峰電位從0. 7V降低到0. 3V,峰電流大小 從2. 7xlO-5A增大到5.4xlO-5A,而且連續(xù)檢測的重復(fù)性好，穩(wěn)定性高。 以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方 案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.碳納米管修飾電極的制備方法，包括下列步驟a.原料溶液的配制先配制質(zhì)量濃度為1％的聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液，然后加入氯化鈉，使氯化鈉的濃度達到0.8mol·L-1以調(diào)節(jié)溶液的離子強度，備用；再以pH值為9.18的四硼酸鈉溶液作分散劑，配制出濃度為1mg/mL的碳納米管水分散液，備用；b.碳納米管在玻碳電極表面的電沉積將玻碳電極與鉑電極組成的兩電極體系放入步驟a配制的碳納米管水分散液中，在兩電極上施加1.70V的工作電壓，使帶負電的碳納米管沉積到玻碳電極表面，2小時后形成一層亮黑色的、帶大量負電荷的“前驅(qū)層”；c.層層靜電自組裝過程上述經(jīng)過電沉積處理的玻碳電極被浸入到步驟a配制的帶正電荷的聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液中，15min后取出，用去離子水小心沖洗掉殘液后，再浸入到步驟a配制的帶負電的碳納米管水分散液中，15min后取出，用去離子水小心沖洗掉殘液，如此反復(fù)5遍在電極表面形成了5層的碳納米管修飾層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳納米管修飾電極的制備方法，包括原料溶液的配制、碳納米管在玻碳電極表面的電沉積和層層靜電自組裝過程三個過程。本發(fā)明利用電沉積技術(shù)將帶有負電荷的碳納米管沉積到玻碳電極表面，從而解決玻碳電極表面預(yù)處理后帶負電荷量不足的問題，隨后在PDDA溶液和碳納米管分散液中進行層層靜電自組裝過程，得到自組裝效率高、修飾層穩(wěn)定的修飾電極。本發(fā)明可以將碳納米管有效地修飾在玻碳電極表面，形成的修飾層對電化學(xué)活性物質(zhì)具有催化作用，提高檢測靈敏度，降低氧化反應(yīng)過電位，提高電極的選擇性和穩(wěn)定性。
文檔編號G01N27/327GK101158663SQ200710170699
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者單聯(lián)剛, 張淑平, 施利毅 申請人:上海理工大學(xué)