纳米孔金膜电极的制备及应用.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)特约来稿第5期2013年5月ChineseJournalofAnalyticalChemistry693～697DOI110．3724／SP．J．1096．2013．30051纳米孔金膜电极的制备及应用朱晓婷张璐佳陶红狄俊伟(苏州大学材料与化学化工学部，苏州市健康化学与分子诊断重点实验室，苏州215123)摘要在氨性溶液中，以HAuC1和AgNO为原料，采用电化学还原法直接在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上沉积金银合金膜，然后用HCIO溶液去合金化，较活泼的金属银

2、溶解，从而制备了高表面积的纳米孑L金膜修饰电极，并对修饰电极进行了表征。纳米孔金膜的表面积可通过调控电解的条件来控制，所制备的纳米孔金膜电极可采用一半胱胺酸自组装法进一步功能化，并应用于高灵敏和高选择性测定cu。在优化实验条件下，cu的吸附时间为5rain，采用线性扫描伏安法测定Cu浓度的线性范围为0．05—4．0tzmoL／L，检出限为0．03ixmol／L，对1txmol／LCu平行测定9次，其相对标准偏差为4．3％。本方法用于环境水样中Cu“的测定，结果令人满意。关键词纳米孔金；电化学沉积；一半胱胺

3、酸；cu1引言近年来，由于纳米孔金(Nanoporousgold，NPG)膜具有大的比表面积及良好的化学稳定性，在催化、传感器和燃料电池等方面引起了人们的广泛兴趣J。纳米孔金膜通常采用去合金法制备，首先制备含金的双金属合金，如Au—Ag，Au—zn等，然后利用化学或电化学的方法将较活泼的金属选择性去除，即可得到纳米孔金⋯。在催化及电化学应用中，纳米孔金需要固定于固体基底，如金电极”J、玻碳电极14,151和硅的基底"表面，制备的主要方法有：金基底腐蚀法卜]、直接粘结法’和沉积合金／去合金法’”等。在附着力

4、较差的基底表面(如硅和玻璃)，一般要预先沉积cr膜，然后沉积合金。最近，由于氧化铟锡(Indiumtinoxide，ITO)导电玻璃具有良好的光学透明性、高的导电率、宽的电化学电位窗、低的电容电流、稳定的化学和物理性质、较好的附着力、以及便宜的价格等特性，在作为电极材料方面引起了人们的广泛关注18,193。目前尚未见在ITO基底上制备纳米孔金膜的报道。本研究采用电化学方法在ITO电极表面直接沉积金一银合金，然后用化学方法选择性溶解金属银，在ITO电极表面成功地制备了纳米孔金膜。电极的金表面可自组装单层一半

5、胱胺酸实现功能化，并应用于高灵敏度和高选择性地测定cu。2实验部分2．1仪器与试剂CHI830B电化学工作站(上海辰华仪器公司)，三电极系统：裸ITO或ITO修饰电极为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极。S-4700场发射扫描电镜(日本日立公司)。ITO透明导电玻璃(厚1．1mm，方电阻≤100Q，苏州板硝子电子有限公司)。HAuC1·4H0(国药集团化学试剂有限公司)，AgNO，(上海试剂一厂)，L一半胱氨酸(L-cysteine，L—cys，Sigma公司)；实验所用试剂均为

6、分析纯；实验用水均为二次蒸馏水。2．2电极制备方法纳米金银合金膜电极的制备：将ITO导电玻璃划成4．0cmX0．5cm的长方形，随后依次用稀氨水(1：25，v／v)、无水乙醇、亚沸水各超声清洗10min。电解液组成：0．2mmol／LHAuC1，0．2mmoL／LAgNO，0．02mol／L氨水，和0．05mol／L磷酸盐缓冲溶液(pH8．0)。在氮气保护条件下，采用循环伏安2013-01—14收稿；2013-04-01接受本文系国家自然科学基金(No．21075086)，江苏高校优势学科建设工程和苏州科

7、技基础设施工程(No．SZS201207)资助E—mail：djw@suda．edu．cn第5期朱晓婷等：纳米孔金膜电极的制备及应用695图2裸氧化铟锡(ITO)电极(a)，金银合金膜(b)和纳图3纳米孔金膜的XRD图米孔金膜电极(C)在0．05mol／LHSO溶液中0．02V／sFig．3XRDpatternofNPG／ITOelectrode扫速下的循环伏安图Fig．2Cyclicvohammogramsforbareindiumtinoxide(ITO)(a)，Au—Agalloyfilm(b)an

8、dNPG／ITOelec—trode(C)in0．05mol／LH2SO4solutionatascanrateof0．02V／s3．3制备纳米孔金膜电极条件的优化金银合金的电沉积条件可极大地影响纳米孔金电极的表面积。首先将制备的NPG／ITO电极浸于1mmol／LL．半胱胺酸溶液中2h，进行自组装，以形成饱和．半胱胺酸单层膜；清洗电极后，插入新鲜图4Cys／NPG／ITO修饰电极在吸附1}xmol／LCu前的pH5缓冲溶液中