离子液体掺杂聚苯胺∕纳米铜修饰电极制备及其在过氧化氢测定中的应用.pdf

《离子液体掺杂聚苯胺∕纳米铜修饰电极制备及其在过氧化氢测定中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第5期2013年5月ChineseJournalofAnalyticalChemistry766～770DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．20891离子液体掺杂聚苯胺／纳米铜修饰电极制备及其在过氧化氢测定中的应用何世伟吴宏伟。习玲玲(浙江省科技信息研究院，杭州310006)(浙江大学西溪校区化学系，杭州310028)。(新乡医学院基础医学院，新乡453000)摘要在离子液体1一甲基咪唑一三氟乙酸中用循环伏安法(CV)电聚合苯胺制得离子液体掺

2、杂聚苯胺膜修饰玻碳电极(IL—PANI／GCE)，进一步在其表面原位电沉积纳米铜粒子，构制用于测定H：O的新型离子液体掺杂聚苯胺／纳米铜(nano—Cu／IL—PANI／GCE)电化学传感器。用扫描电镜(SEM)、循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱法(EIS)表征此修饰电极，并讨论了其对HO的电催化还原机制。在0．1mol／LNaOH溶液和_JD．35V电位下，用电流法测定了H：O：的含量，在2O～1．12mmoX／L浓度范围内线性关系良好；检出限为0．1I~mol／L，响应时间约为3S。关键词离子液体；聚苯胺

3、；纳米铜粒子；玻碳电极；过氧化氢1引言过氧化氢(HO)是生物和环境系统中普遍存在的一种重要中间产物。在杀菌和废水处理化工工艺中，以及在生物酶促反应体系中，HO的含量测定都显得十分重要¨．2J。因此，有关HO含量测定的研究一直是分析领域中的热点。电化学法J、铈酸盐氧化还原滴定法J、光谱法和化学发光法等传统方法已经被广泛用于HO的测定。采用电化学传感器对H：O进行测定以其操作简单，灵敏度高，线性范围宽，无需复杂的样品前处理过程等优点受到了广泛关注。近年来已有文献报道，使用溶胶凝胶法J、吸附法J、电沉积法J，自组装

4、法U1⋯等将有机和无机的电子转移媒介固定在电极表面，制得化学修饰电极。用纳米金属粒子所制得的化学修饰电极具有电极有效表面积大，生物相容性好，制作简单，电催化活性好等优点。曾有MnO【123NiO1引ZnOl14]，，，CoOl1等金属氧化物纳米粒子被成功用于生物分析领域。文献报道，CuO是一种能有效降低H：O的电化学氧化还原电势的媒介物_3，川。本研究以在实验室合成的离子液体1．甲基咪唑．三氟乙酸为介质，电聚合苯胺制得一种离子液体掺杂聚苯胺修饰玻碳电极(IL-PANI／GCE)，在CuSO．NaC10混合溶液

5、中电沉积纳米铜粒子于此修饰电极表面，制得一种新型离子液体掺杂聚苯胺／纳米铜修饰玻碳电极(Nano．Cu／IL．PANI／GCE)电化学传感器。实验用扫描电镜、电化学阻抗谱和循环伏安法表征所制电极，讨论了它对H：O的电催化还原机制，并用电流法测定了HO含量。实验结果表明，离子液体的加入改善了PANI的性质，有利于电极表面电子转移。IL．PANI有效提高了纳米铜颗粒的分布密度和均匀性，协同增强了纳米铜粒子的电催化活性。2实验部分2．1仪器与试剂CHI660A电化学工作站(美国CH公司)；三电极系统：玻碳圆盘工作电

6、极(3mm)，Ag／AgC1参比电极，Pt丝电极为对电极。S-3000H型扫描电子显微镜(英国HitachiScientificInstruments公司)；VWP2多通道恒电位仪(加拿大Park公司)。1．甲基咪唑一三氟乙酸盐离子液体的合成：在100mL三颈烧瓶中加入0．20mol1．甲基咪唑和2012-09-03收稿；2012—11-23接受本文系国家自然科学基金项目(20775070)、浙江省自然科学基金(Y4100190)资助课题{E—mail：xilingling@yahoo．com768分析化学第

7、41卷3．2Nano-Cu／IL-PANI／GCE对H2o2的催化还原图3a是以nano—Cu／PANI／GCE为工作电极，分别在0．1mol／LNaOH空白溶液中(曲线1)和含50mmol／LH0：溶液中(曲线2)的循环伏安对比图。可以看出，在0．1mol／LNaOH空白溶液中，nano．Cu／PANI／／GCE在_JD．8V和_JD．5V处出现了较明显的阴极还原峰c1和c2，分别对应于CuO的两个还原过程。在反向扫描时，分别在_JD．15V和_JD．35V附近出现了阳极氧化峰，说明膜的氧化还原反应属于准可

8、逆过程。由此可见，在碱性条件下，nano—Cu／IL．图2裸GCE(曲线1)，IL—PANI／GCE(曲线2)，nano—PANI／GCE表现出良好的导电性及电化学活性。此Cu／PAN~GCE(曲线3)的交流阻抗谱图外，在0．1mol／LNaOH溶液中，以50mV／s的扫速、Fig．2Electrochemicalimpedancespectroscopyofbare在一1．0～+1．0V间连续扫描