一步电沉积制备NiA1-LDHsCSCNTs修饰电极及用于构建非酶葡萄糖传感器.pdf

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1、58江西化工20l5年第2期一步电沉积制备NiA1一LDHs／CS／CNTs修饰电极及用于构建非酶葡萄糖传感器曲良迪陈琳周仁韬(南昌航空大学环境与化学工程学院，江西南昌330063)摘要：采用恒电位法将镍铝水滑石、壳聚糖和碳纳米管一步电沉积在电极表面，构建了一种新型的非酶葡萄糖传感器。对制备的NiA1一LDHs／CS／CNTs修饰电极进行了表征，并对其传感性能进行了电化学测试，结果表明该修饰电极对葡萄糖的氧化展现出优秀的电催化性能。在优化条件下，其线性范围为lOixM一5．85mM，灵敏度为1．056mA·mMcm～，其最低检测限为1la,M(三倍信噪比)。该传感器具有灵敏度高、重现性好、稳定

2、性高以及抗干扰能力强等特点。关键词：一步电沉积法镍铝水滑石碳纳米管非酶1．引言表面修饰碳纳米管(CNTs)来更好地检测葡萄糖J。随着社会的发展，人们生活水平的提高，糖尿病已在传统的电极修饰制备过程中，活性材料的合成成为众多疾病中不可忽略的死亡性疾病之一l1，因此与其固定在电极表面上是分成两步来完成的，所以这如何既快速又准确且高选择性地检测人体血液中的葡不仅仅让修饰电极的制备过程变得繁琐，而且电萄糖含量，这对于医学界来说是一个很重要的课题，意不能在修饰电极的表面上形成非常稳定有序的纳米结义重大。过去的这些年，人们一直致力于研究有高灵构，在一定程度上会影响非酶型葡萄糖传感的性敏度和高选择性的安培型

3、葡萄糖生物传感器0J，尽管能Ⅲ’J。因此，如何在导电的基底上简单直接地制备也取得了比较大的研究成果，但是由于酶本身的长期出镍基材料的修饰电极，将有着非常重要的应用意不稳定性和容易受周围环境(温度、pH值等)的影响而义”。因此在本文中，我们采用一步电沉积法直接制丧失活性j，从而导致电极变得不稳定；另外一个缺点备NiA1一LDHs／CS／CNTs薄膜来修饰电极，进一步用是酶的固定过程繁琐而复杂，这也大大影响了其重现作非酶型葡萄糖传感器。这种修饰电极制备方法简性和实际应用。单、价格低廉，对葡萄糖具有高的灵敏度、良好的重现与传统的酶葡萄糖传感器相比，基于直接电催性和稳定性。化氧化的非酶型葡萄糖传感器引

4、起人们的关注与研2．实验部分究，如用电活性贵金属(Au，Pt等)，过渡金属氧化物2．1实验试剂(CuO，NiO，MnO，)，过渡金属氢氧化物等J。而层状本实验所用到的所有化学试剂均为分析纯并未进双金属氢氧化物(LDHs)由于其特殊的层状结构，大的一步纯化。六水合硝酸镍(西陇化工股份有限公司)；比表面积和优秀的阴离子交换能力，使它们可以作为九水合硝酸铝(西陇化工股份有限公司)；硝酸钾(西陇电极表面修饰材料应用于电化学’J。而在这些水滑化工股份有限公司)；氢氧化钠(西陇化工股份有限公石LDHs修饰电极中，基于镍基的水滑石LDHs由于其司)；硫酸(西陇化工股份有限公司)；壳聚糖(国药集团对葡萄糖的催

5、化活性而吸引了人们更多的关注。使用化学试剂有限公司)；碳纳米管(成都有机研究所)；葡镍基材料修饰电极来构造非酶型葡萄糖传感器，可以萄糖(国药集团化学试剂有限公司)；尿酸(西陇化工股提升传感器的灵敏度，因为在镍基所修饰的电极表面份有限公司)；氯化钠(西陇化工股份有限公司)；抗坏上，因为有Ni“／Ni氧化还原电子对的存在，所以使血酸(国药集团化学试剂有限公司)；蔗糖(国药集团化葡萄糖的无酶电氧化得到了很大的增强。在各类纳米学试剂有限公司)；去离子水(实验室自制)。材料中，碳纳米管(CNTs)由于其优秀的导电性、较好的2．2实验仪器理化稳定性以及较高的机械强度．使其可以用来修饰CHI660D型电化学

6、工作站(上海辰华仪器公司)；在电极表面，从而可以提高电极与分子之间的电子转KQ一200KDE型超声波清洗机(昆山市超声仪器)；90移速率⋯。。而且，碳纳米管(CNTs)还会加快葡萄糖型磁力搅拌器(上海沪西分析仪器)；BS124S型电子天糖分子在修饰电极表面的催化氧化，所以可以在电极平(北京赛多利斯)；232型甘汞电极(雷磁)；碳电极江西化工2015年第2期暑-、-_昌0置UPotentional／VvsSCE图2：四种不同电极(裸QCM金电极、NiA1一LDHs、NiAI—LDHs／CS、NiAl—LDHs／CS／CNTs)对葡萄糖的催化氧化对比暑’、，．_四种不同电极响应电流图3：四种不同电

7、极(裸QCM金电极、NiAI—LDHs、NiAl—LDHs／CS、NiA1一LDHs／CS／CNTsj对葡萄糖的响应电流对比3．3修饰电极在不同扫速下对葡萄糖催化对比电流逐渐增大。插图可以看出峰电流于扫速的平方根图4是NiA1一LDHs／CS／CNTs修饰电极在加入0．呈良好的线性关系，相关系数R为0．9943，这说明在5raM葡萄糖后不同扫速下的循环伏安曲线，扫速变化此电极上发生的氧化还原反应是