纳米金修饰电极对NO2-的电催化氧化及分析应用.pdf

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1、第23卷第3期河南城建学院学报V0l_23NO．32014年5月JournalofHenanUniversityofUrbanConstructionMav．2014文章编号：1674—7046(2014)03—0053—04聚硫堇／纳米金修饰电极对NO2-的电催化氧化及分析应用潘强(河南神马尼龙化工有限责任公司，河南平顶山467013)摘要：研究了一种基于聚硫堇／纳米金复合材料修饰电极对NO2-的电催化氧化。相对于裸玻碳电极，聚硫堇一纳米金协同催化效应使NO；的氧化电流增强，过电位降低。详细讨论了聚合膜的厚度

2、、纳米金吸附时间、pH缓冲介质、pH值以及干扰离子对NO2-氧化电流的影响。在最优实验条件下，测得NO；的线性范围为3．0×10～～1．0×10～mol／L，检测限为1．0×10～mol／L。该修饰电极具有灵敏度高、稳定性和重现性好、抗干扰能力强的特点，可用于实际样品中NO；含量的测定，结果满意。关键词：硫堇；纳米金；电聚合；亚硝酸根；电催化氧化中图分类号：0657．1文献标识码：ANO；广泛存在于环境、食品及生物体内，其通常用作防腐剂和食品添加剂。亚硝盐易形成致癌的亚硝胺⋯，具有潜在毒性，因此NO／的检测对环

3、境保护和人体健康具有十分重要的意义。传统检测NO；的方法有色谱法]、光谱法]、毛细管电泳法和电化学法等。其中电化学方法灵敏度高、速度快、所需设备简便，受到广泛关注，但NO；氧化过电位过高，易受到其它还原性物质的干扰。在电极表面进行电聚合可得导电或半导电膜，与传统技术相比，这种方法简便，膜厚度可控。电聚合技术广泛用于传感器的制备，具有良好的稳定性和重现性，响应时间短。硫堇是一种具有氧化还原性的吩噻嗪类染料，易溶于水和乙醇，硫堇平面分子两边各有一个对称的氨基。硫堇的单体和聚合膜对小分子具有优异的电催化活性，广泛用于

4、传感器的制备。过渡金属纳米颗粒，如纳米金、纳米铂、纳米银等皆有高催化性能，能够加快电子传递，比表面积大，电活性位点多卜引。相对于其它贵金属，纳米金价廉、制备简单，纳米金催化氧化生物分子的机理已有深入研究。电极表面修饰的纳米金能够促进电子传递、降低过电位、改善氧化还原峰的可逆性等。纳米金可与一CN、一NH、一SH共价作用连结到聚合膜表面，形成自组装单层膜，而硫堇分子中的N原子和s原子都可与纳米金共价结合。基于此，提出一种基于电聚合硫堇和纳米金复合材料电催化氧化差示脉冲伏安法检测NO；离子的含量。1实验方法1．1仪

5、器与试剂MEC一12B型多功能微机电化学分析仪(江苏江分电分析仪器有限公司)，78-2双向磁力搅拌器，洁收稿日期：2014—03—17作者简介：潘强(1974一)，男，湖北云梦人，河南神马尼龙化工有限责任公司工程师。河南城建学院学报2014年5月康超声波清洗机。常规的三电极系统采用直径为4mm的玻碳电极为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。所有电化学检测都在室温下进行。柠檬酸钠、亚硝酸钠、NaHPO、KHPO、氯金酸、硫堇皆为分析纯。0．1M磷酸缓冲溶液(PBS，pH5．91)用Na：HPO和K

6、HPO配制。0．2mM硫堇溶液用0．1M的PBS(pH=5．91)溶液配制。实验过程中均使用超纯水(电阻率不低于18Mncm)，电沉积和电聚合实验在0．2mM硫堇的PBS中进行，循环伏安(CV)和差示脉冲伏安(DPV)实验在0．1MPBS中进行。1．2PTH／nanoAu修饰电极的制备玻碳电极表面分别用0．3m和0．05m铝粉打磨抛光至镜面，依次用丙酮、1：1硝酸和高纯水超声洗净，然后置于0．5mol／L的硫酸溶液中循环伏安扫描活化电极，扫描电位范围一1．0～1．0V。将电极洗净，氮气吹干备用。纳米金的制备采用

7、柠檬酸钠还原法]。所得颗粒的粒径和形貌用透射电镜(TEM，JEM一100CXⅡ)表征，为13nm左右的球形颗粒(见图1)。将处理好的玻碳电极置于含有0．2mM硫堇的0．1MPBS(pH5．91)溶液中，1．5V下氧化10min后，继续在0．15V～0．45V循环伏安扫描10min，超纯水清洗干净，晾干。然后在电极表面滴加50L上述纳米金溶液，37℃下组装2h，形成纳米金层，超纯水淋洗后于4℃下保存待用1．3实验步骤将一定浓度NO；的PBS溶液(pH=5．91)加入到样品池中，PTH／nanoAu复合膜修饰电极于

8、0．60V(VS．SCE)下搅拌富集180S，静置30s，然后在0．2～1．4V之间100mV／s循环伏安扫描，研究NO；的催化氧化行为。每次扫描结束后，将电极置于PBS溶液中，在0～1．5V之间循环扫描至不出现NO；的溶出峰，即可更新电极表面，使电极有良好的重现性。2结果与讨论2．1硫堇电化学聚合过程的循环伏安曲线GCE在1×10I4mol／L硫堇溶液中于1．5V下预氧化10min，