多孔炭载聚钴酞菁修饰电极用于苯二酚的电催化及检测.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第8期2013年8月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1238～1242DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．11114多孔炭载聚钴酞菁修饰电极用于苯二酚的电催化及检测次素琴战磊邹建平曾桂生冯红彬温珍海李景虹(江西省生态诊断修复与污染阻断重点实验室，南昌航空大学环境与工程学院，南昌330063)(清华大学微量分析测试方法与仪器研制北京市重点实验室，化学系，北京100086)摘要以二氧化硅纳米球为模板，通过葡萄糖的水热聚合反应制备了具有三维结构的多孔炭(Pc)。采用电化学聚合方法将单体钴酞菁聚合

2、在多孑L炭修饰的玻碳电极(PC／GC)表面，制备了多孔炭载聚钻酞菁的修饰电极(Co-TAPc／PC／GC)。通过循环伏安法(CV)研究了间苯二酚、邻苯二酚和对苯二酚在此修饰电极的电化学响应。结果表明，相对于裸玻碳电极、多孔炭或聚钴酞菁单独修饰的电极，该修饰电极对3种同分异构体的酚类物质均有更好的电催化活性。利用计时安培技术，该修饰电极对间苯二酚、邻苯二酚及对苯二酚分别在5．0x10_。～5．0×10moWL，6．0xl0。。～2．5x10。4moL／L和2．OxlO～8．Ox10。4moL／L范围内具有较好的线性响应。此修饰电极具有制备简单、响应灵敏、稳定性好等优点关键词多孑L炭；钴酞菁；电化

3、学聚合；化学修饰电极；苯二酚1引言苯二酚是一类重要的精细有机化工原料，广泛应用于农业、染料、涂料、医药、塑料、橡胶、电子化学品等领域。苯二酚有很广泛的应用，但其对人体健康的严重威胁也广为人知，其毒性较强，且难以降解。建立简便快速检测苯二酚的方法对其安全使用、防止污染具有至关重要的作用¨．2]。目前，用于苯二酚检测的常用方法有分光光度法、毛细管电泳法和色谱法J。由于电化学分析方法具有灵敏度高、样品体积小、线性范围宽、响应时间短等众多优点圳，应用电化学手段检测苯二酚已成为十分活跃的研究课题“]。聚合金属酞菁是一种具有催化活性的大分子环状化合物，其具有催化活性高、电化学响应信号灵敏、稳定性好等优点，

4、因此，基于聚合金属酞菁修饰电极的电化学应用备受关注。目前，在不同的基体电极上形成聚合金属酞菁聚合物膜的已被广泛应用于催化、化学和生物传感等研究领域]。此外，纳米炭材料具有比表面积大、吸附力强、优良导电性，以及良好的化学稳定性被广泛用于电极材料和催化研究。但以多孔炭上载聚合金属酞菁聚合物膜的修饰电极的研究尚未见报道。结合多孔炭与聚合金属酞菁的特点，本研究制备了多孔炭载聚合金属钴酞菁的修饰电极，并分别研究了其对间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚的电催化性质，并建立了以此修饰电极用于检测3种苯二酚同分异构体的定量分析方法。2实验部分2．1仪器与试剂Model263A电化学工作站(美国普林斯顿公司)，电化学

5、测试采用三电极系统，玻碳电极(GC，上海辰华有限公司)为工作电极，Ag／AgC1(饱和KC1)电极为参比电极，铂丝电极为对电极。对苯二酚、邻苯二酚、间苯二酚(分析纯，上海青析化工有限公司)，其余所有试剂为分析纯。实验用水均为Mill—Q高纯水。2．2多孔炭载聚钴酞菁修饰(P-CoTAPc／PC／GC)电极的制备四氨基钴酞菁(CoTAPc)按照文献方法合成。整个p-CoTAPc／PC／GC电极多孔炭的制备过程如2012—10-01；2012—12-14接受本文系国家自然科学基金(No．20903055)、江西省自然科学基金(No．2009GZH0085)与江西省教育厅重点项目(No．GJJ090

6、19)资助E—mail：wenzhenhai@yahoo．CB1240分析化学第41卷酚，裸玻碳电极在电位0．73V处有一个较弱的氧化峰，该峰在PC／GC，p-CoTAPc／GC以及p-CoTAPc／PC／GC电极中分别负移至0．65，0．62及0．55V，说明多孔炭和p-CoTAPc能降低间苯二酚电化学氧化的过电位。此外，相对于玻碳电极，修饰电极的峰电流也明显增大，且p-CoTAPc／PC／GC电极对间苯二酚的电化学氧化表现出最大的峰电流。同样，相对于GC，PC／GC与CoTAPc／GC电极，p-CoTAPc／PC／GC电极对邻苯二酚的电化学氧化也表现了最佳的催化性能，该电极在0．24V处有

7、个明显的氧化峰，且峰电流约为9．32A，该峰电位相对于GC电极的峰电位负移了约0．4V，而峰电流却增加了约3．7倍。最后，对于对苯二酚，P—CoTAPe／PC／GC电极也比其它3支电极表现出更好的催化活性，但其催化效果相对于邻苯二酚与间苯二酚不明显，可能与其结构中酚基处于苯环的对位位置有关，P—CoTAPc的催化活性中心很难同时接触到这对酚基。在多孔炭修饰电极的基础上，本研究通过电化学聚合方法进一