一步电沉积制备纳米金碳纳米管复合物修饰电极及用于双酚A.doc

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1、一步电沉积制备纳米金/碳纳米管复合物修饰电极及用于双酚A的检测冯莉涂新满罗旭彪赵英杰南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063[摘要]以羧基化碳纳米管（CNT-COOH）与HAuCl4溶液作电解质，采用电位阶跃方法将HAuCl4还原为金纳米粒子（GNPs）并将碳纳米管同步沉积到玻碳电极表面，制备了纳米金-碳纳米管复合物修饰电极（GNPs/CNTs/GCE）。采用循环伏安法（CV）、电化学交流阻抗（EIS）及扫描电子显微镜(SEM)对修饰电极进行了表征。研究了双酚A（BPA）在修饰电极上的电化学行为。结果表明复合物修饰电极对双酚A有强烈的电催化作用，在pH

2、7.0的磷酸盐缓冲溶液中，双酚A在0.496V处有一个明显的氧化峰，能显著提高双酚A的氧化峰电流。优化了测定参数如：底液的pH、修饰剂的用量、扫描速度、富集时间等。在最佳条件下，双酚A的氧化峰电流与其浓度在2.0×10-6～2.0×10-5mol·L-1之间有很好的线性关系。[关键词]纳米金-碳纳米管;修饰电极;双酚A(BPA);电催化[中图分类号]TB383；O611[文献标识码]A1引言双酚A(BPA)学名为2,2-二(4-羟基苯基)丙烷，是一种重要的化工原料,被广泛用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂，也常作为塑料制品的抗氧化剂。这些塑料制品常被用来制造储藏容器

3、、婴儿奶瓶、餐具等。随着这些产品的大量使用，BPA及其衍生物已经广泛存在于自然界中。近年来，已有研究报道BPA是一种雌性环境激素，即使痕量的BPA也会对人类的生殖及后代生存能力产生负面影响[1]。因此，建立一种快速、灵敏、简便、准确的测定BPA的方法具有重要意义。[基金项目]国家自然科学基金：No.50908113[作者简介]冯莉（1986－），女，广西贵港人，硕士生，研究方向：环境电分析化学通讯联系人：涂新满，电话：0791-83953373，E-mail:tuxinman@126.com目前已报道的BPA检测方法有液相色谱法、荧光法、极谱法及酶联免疫吸附法(

4、ELISA)等［2-5］。液相色谱和ELISA等方法虽灵敏度高，但仪器设备昂贵，检测过程耗时，前处理较繁琐。较之上述方法，电化学方法(尤其是结合化学修饰电极)具有灵敏度高、分析速度快、仪器低廉、操作简便和成本低廉的特性，目前已经成为一种重要的分析手段[6]。双酚A分子中含有酚羟基，在一定条件下可以被电化学氧化，然而其在裸玻碳电极上的电化学响应差，测定灵敏度低[7]。因此研发新型的电极修饰材料以提高灵敏度是必要的。碳纳米管(CNTs)自从1991年被发现以来因其化学稳定性、高的表面积和独特的电子机械性质在电分析化学领域已引起广泛关注[8]。作为电极修饰材料，CNT

5、s能增强电化学反应活性及促进电活性物质与电极间的电子转移，已广泛应用于制备化学或生物传感器[9-11]。目前,用碳纳米管修饰电极检测塑料和水样中的BPA已有报道[12,13]。近年来，由于其在纳米电子以及高灵敏生物传感器方面的潜在应用，金属/CNTs特别是纳米金/CNTs杂交复合物材料已引起科学工作者的极大兴趣。金纳米粒子(GNPs)与CNTs复合不仅可利用CNTs独特的电子性质、强的吸附性能和表面易修饰性，而且可利用金纳米粒子的生物兼容性及良好的电催化性能，特别是表现出两者之间的协同效应，已广泛应用于电化学传感器研究[14]。目前已报道有几种方法包括电化学和其

6、他化学/物理方法可沉积GNPs在CNTs上[15-18]。这些方法只是制备GNPs/CNTs复合物，而要制备成修饰电极则需通过物理吸附或化学吸附将GNPs/CNTs复合物固定在电极表面，因此操作繁琐耗时。因此有必要开发一种简便快速的制备GNPs/CNTs复合物修饰电极的方法。本文以羧基化碳纳米管（CNT-COOH）与HAuCl4溶液作电解质，采用电位阶跃方法将HAuCl4还原为金纳米粒子并将CNTs同步沉积到玻碳电极表面，制备了纳米金-碳纳米管复合物修饰电极（GNPs/CNTs/GCE）。研究了双酚A在复合物修饰电极上的电化学行为，并建立了一种简便的、灵敏的直接

7、测定双酚A的电化学方法。2实验部分2.1仪器与试剂所有电化学实验在CHI660C电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)上完成。实验采用三电极系统：GNPs/CNTs修饰的玻碳电极(GCE)为工作电极，饱和KCl-甘汞电极(SCE)为参比电极，碳棒为对电极。扫描电子显微镜图像取自JEOLJSM-6700场发射扫描电子显微镜仪（日本电子株式会社）。多壁碳纳米管购自中国科学院成都有机化学研究所，参照文献[19]利用混酸氧化法进行羧基化处理。双酚A从国药化学试剂厂购买，并溶于乙醇配成2×10-3mol·L-1的标准溶液。其它试剂均为分析纯试剂，所有试剂未经纯化而直接使用。

8、实验用水均为二次蒸馏水。