聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制备及其性质.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第4期2010年4月ChineseJournalofAnalyticalChemistf555～558DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．00555聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制备及其性质陈智栋陈小卉袁甲王文昌孔泳卫(江苏工业学院化学化工学院，常州213164)(南京大学生命分析化学教育部重点实验室，南京210093)摘要以膨胀石墨作为基体电极，采用循环伏安(CV)法制备了聚对苯二酚(PHQ)修饰膨胀石墨电极。电化学和扫描电子显微镜(SEM)的分析结果均表明：在0．01mol／L对苯二酚(HQ，

2、pH2．0)中，以0．1mol／LNaC1为支持电解质，可通过CV法成功制备电化学性能良好的PHQ修饰膨胀石墨电极，PHQ的电化学聚合机理随聚合体系pH值的变化而不同。当pH≥12．0时，PHQ不能在膨胀石墨表面发生电化学聚合。PHQ在pH2．0～12．0范围内都具有电化学活性，其随着pH值的增大而降低。关键词聚对苯二酚；膨胀石墨；电化学聚合；化学修饰电极__J_。l5I舌聚合物膜修饰电极因其活性基团高、电化学响应信号大、稳定性好等优点而备受关注¨。目前，在不同的基体电极上形成聚合物膜的研究较多J。膨胀石墨材料疏松多孔、比表面积大、表面能高、吸附力强，其不仅具有

3、优良导电性和吸附性，又具有良好的化学稳定性J。以膨胀石墨为电极材料，可成功实现对色氨酸的电化学分析。但在膨胀石墨上沉积聚合物膜以形成导电聚合物修饰膨胀石墨电极的研究尚未见报道。近年来，用电化学方法研究酚类化合物已逐渐引起关注。酚类化合物在不同的电极材料、溶液以及电位范围内会产生不同的氧化产物]。王宝成等研究了苯酚硫酸体系在铂电极上电化学吸附和氧化过程；Kong等l】研究了碱性介质中邻苯二酚在铂片电极上聚合的条件及聚邻苯二酚的电化学活性。然而，由于对苯二酚(HQ)较难聚合，因此关于HQ电化学聚合的报道比较少；Wang等¨报道了在玻碳电极上聚合HQ并将聚对苯二酚(P

4、HQ)用于安培传感器的研究；最近，陈贤光等采用CV法制备了PHQ薄膜修饰玻碳电极，并利用其电催化氧化作用建立了抗坏血酸的定量分析方法。膨胀石墨电极价廉，制作方便，与碳糊电极相比，其背景电流较小，电位窗口较宽。本研究在膨胀石墨基体电极上，采用CV法制备了PHQ薄膜修饰膨胀石墨电极，制备得到的PHQ在较宽的pH范围内具有良好的电化学活性，其活性随着pH值增大而逐渐降低。此修饰电极有可能成为一种理想的超级电容器及高聚物电池的电极材料2实验部分2．1仪器与试剂LK98BII型微机电化学分析系统(天津兰力科化学电子高技术有限公司)；VersaSTAT3型电化学工作站(美国

5、普林斯顿公司)；JSM一6360LA型扫描电子显微镜(SEM，日本电子株式会社)；电化学检测系统采用三电极体系：工作电极为自制的膨胀石墨电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，对电极为铂丝。天然鳞片石墨(青岛海达石墨有限公司)；对苯二酚(HQ，上海润捷化学试剂有限公司)。其它化学试剂均为分析纯。实验用水为去离子水。2．2膨胀石墨电极及其PHQ薄膜修饰电极的制备根据文献[13]，将天然鳞片石墨氧化后制备膨胀石墨。按质量比5．67：1准确称取膨胀石墨与固体石蜡于烧杯中，微热并搅拌使其混合均匀。冷却至室温后，将混合物填入长720mm，内径5mm，外径2009—10-0

6、2收稿；2009—12-08接受本文系国家自然科学基金(No．20805021)、江苏省自然科学基金(Nos．BK2008542，BK2009537)和生命分析化学教育部重点实验室开放课题资助项目E—mail：yzkongyong@yahoo．con．ell556分析化学第38卷7mm的玻璃管一端(深度为0．5mm)，插入直径为21Tim的铜丝实现电路连接。将电极截面抛光，在无水乙醇中浸泡15min，用水冲净后备用。2．3实验方法将上述三电极体系置于含0．01mol／LHQ．0．1mo]／LNaC1溶液中，用HC1调其pH=2．0，用cV法记录曲线。实验条件为：

7、电压范围一0．5～1．5V，扫速为50mV／s。聚合前，溶液通氮除氧10rain。3结果与讨论{3．1HQ在膨胀石墨电极与碳糊电极表面聚合行为的比较图1为I4Q在膨胀石墨及碳糊电极表面聚合第一圈的CV图。曲线1上的氧化还原峰电流明显大于曲线2，说明PHQ修饰膨胀石墨较PHQ修饰碳糊图1对苯二酚在膨胀石墨(1)及碳糊电极(2)上聚电极有更好的电化学活性，这也正是本研究选取膨胀合第一圈的循环伏安图ydroquineonp一石墨而非传统的碳糊电极作为基体电极的原因之一。ig·yclicvo儿ofHdhite．lectrodgrapele。teee’3．2HQ在膨胀石墨

8、电极表面的电化学聚合。e