壳聚糖膜修饰电极的对氨基酚传感研究.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第9期2010年9月ChineseJournalofAnalyticalChemistry13l6～1320llOI：10．3724／SP．J．1096．2010．01316一种基于乙炔黑／壳聚糖膜修饰电极的对氨基酚传感研究王亚珍邱红心黄文礼(江汉大学化学与环境工程学院，武汉430056)摘要制备了一种乙炔黑／壳聚糖薄膜修饰的玻碳电极，用循环伏安法详细研究了对氨基酚在该修饰电极上的电化学行为。结果表明：对氨基酚在此膜修饰电极上呈现出一对可逆的氧化还

2、原峰。相对于裸玻碳电极，该氧化还原峰的峰电流明显提高，峰电位差减小，可逆性变好，表明乙炔黑／壳聚糖薄膜电极对对氨基酚的电化学氧化具有良好的催化作用。对氨基酚的氧化峰电流与其浓度在1．0×10一一2．0×10mo]／L和2．0×10I¨一5．0×10I4mol／L范围内均呈良好的线性关系；检出限为5．0×10～molfL(S／N：3)。应用此修饰电极测定实际水样，结果较满意。关键词循环伏安法；乙炔黑／壳聚糖；化学修饰电极；对氨基酚；传感器1引言对氨基酚是一种用途十分广泛的精细化学品中间体，但其在生产

3、过程产生的酚胺类废弃物会严重污染环境，是一种常见的酚类环境内分泌干扰物。此外，对氨基酚作为杀虫剂对硫磷和苯胺在体内作用后的代谢物，以葡糖醛酸基转移酶和硫氰酸酯随尿液排出⋯。因此探索一种定量测定对氨基酚的方法，对环境科学和生理医学具有重要意义。目前，测定对氨基酚的方法主要有高效液相色谱法J、荧光法J、光度法及络合萃取法等。电化学方法由于简单、快速、灵敏并可实现在线检测，而成为一种最有效和最有发展前途的方法。有关电化学方法用于对氨基酚检测也有文献报道’，但以乙炔黑／壳聚糖薄膜修饰玻碳电极电化学测量对氨

4、基酚尚未见报道。乙炔黑具有良好的导电性和较大的比表面，质轻，但它同碳纳米管一样，几乎不溶于所有溶剂。壳聚糖(Chitosan，CTS)具有良好的生物相容性、无毒无味、可生物降解、成膜性及吸附性能好等特点。本研究将乙炔黑分散在壳聚糖的醋酸溶液中，并以乙炔壳聚糖薄膜为电极修饰材料，制备了一种对对氨基酚敏感的化学修饰电极。用循环伏安法详细研究了对氨基酚在该修饰电极上的电化学行为，对实验条件进行了优化，并应用于实际水样中对氨基酚的测定。2实验部分2．1仪器与试剂JSM-5610扫描电镜仪；电化学测量均在C

5、HI660B电化学工作站(上海辰华仪器公司)上进行。采用三电极系统，乙炔黑／壳聚糖薄膜修饰玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极(SCE)，铂丝为辅助电极。实验在室温下进行。乙炔黑由武汉大学化学与分子科学学院提供，使用前在浓Hs0中回流12h，用水洗涤并真空干燥备用。壳聚糖(分子量20kDa，脱乙酰度92％，青岛海汇生物工程有限公司)，对氨基酚(上海国药集团)及其它试剂均为分析纯。缓冲溶液为0．1mol／LKHPO一Na：HPO缓冲溶液(pH=6．0)，实验用水为二次蒸馏水。2．2乙炔黑／壳聚

6、糖膜修饰电极的制备准确称取l0mg壳聚糖至10mL0．02moL／LHAc溶液中，超声波溶解得到壳聚糖的醋酸溶液。然后再称取10mg乙炔黑粉末，加入到现制的壳聚糖醋酸溶液中，超声波分散约4h，即可到1g／L均匀2009—11-09收稿；2010-01-27接受本文系武汉市教育局重点项目(No．20070709)和武汉市晨光计划项目(No．200750731285)资助E-mail：yazhenwang@163．(3011第9期王亚珍等：一种基于乙炔黑／壳聚糖膜修饰电极的对氨基酚传感研究的、黑色的乙

7、炔黑／壳聚糖分散液。玻碳电极用0．05IxmA10，浆抛光，冲洗干净后分别在二次蒸馏水、无水乙醇、HNO3(1：1，)溶液中超声清洗1min，红外灯下烘干备用。移取10L乙炔黑／壳聚糖分散液，滴涂在玻碳电极表面，室温下自然晾干，在电极表面观察到一层黑灰色的近乎透明的乙炔黑／壳聚糖薄膜，即乙炔黑／壳聚糖薄膜修饰电极，待用。2．3实验方法取10mL磷酸盐缓冲液(pH6．0)加入电解池，再加入适量对氨基酚标准液，在一0．2～0．4V之间以100mV／s的扫速对修饰电极进行伏安扫描，记录循环伏安曲线。实验

8、前，修饰电极最好在空白底液中环扫l0圈，使电极达到稳定。每次测定后，将修饰电极在空白缓冲液中以100mV／s的扫速在同样的电位窗口内循环伏安扫描l0次，即可除去残留的对氨基酚，恢复电极活性，用于连续测定。电化学实验前，所有溶液均通高纯氮气除氧，实验在氮气氛下进行。3结果与讨论3．1SEM表征将乙炔黑的水相分散液和壳聚糖分散液分别滴涂在洁净的玻碳基底表面，室温下待溶图1乙炔黑薄膜()和乙炔黑／壳聚糖薄膜(b)在玻碳基底剂挥发完全后，用扫描电镜观察乙炔黑的表面上的扫描电镜图形貌。由图1