谷氨酸修饰玻碳电极的制备及性质研究
检测电极经处理后是否达到要求的方法为：在ｌ伽ｍｏｌ／ＬＫ３Ｆｅ（ＣＮ）６溶液中，加入支持电解质为０．１ｍｏ儿ＫＣｌ，和ｐＨ＝７的０．１ｍｏⅥ。磷酸盐缓冲溶液．将电极放入此溶液中进行循环伏安扫描，若峰形对称，背景电流基本为零，峰电位差在７５ｍＶ左右，证明电极表面光洁平整．（如图１）
１．３谷氨酸修饰玻碳电极的制备
将清洗完毕的玻碳电极用氮气吹干后，置于ｌｍｍｏｌ／Ｌ的谷氨酸的无水乙醇溶液中（Ｏ．１ｍｏｌ／Ｌ的ＬｉＣｌＯ。为支持电解质）．在０～１．９Ｖ的电位区间内，以１０ｍＶ／ｓ的扫速循环扫描１０周进行组装．将谷氨酸组装的玻碳电极（Ｇｌｕ／ＧＣＥ）放入超纯水中超声清洗５ｒｎｉｎ，放在超纯水中保存、待用．
２结果与讨论
２．１最佳修饰条件的选择
２．１．１聚合电位的选择
当氧化电位低于Ｏ．８Ｖ时，Ｇｌｕ分子不能在
ＧＣＥ表面聚合，当氧化电位大于Ｏ．８０Ｖ时Ｇｌｕ
开始聚合，且随氧化电位的升高聚合反应的电
流也逐渐增大（图２所示），当氧化电位大于
２．ＯＶ时，峰电流增加缓慢．因此，本文选择在
０．０Ｖ－１．９ｖ范围内进行Ｇｌｕ分子的聚合．
２．１．２电解质浓度的选择
当ＬｉＣｌＯ。浓度过低时，Ｇｌｕ的聚合反应速
度很慢，甚至无法得到谷氨酸膜，当ＬｉＣＩｏ。浓
度过高时，得到的Ｇｌ们ＣＥ电极对Ｆｅ（ＣＮ）６３’佴’
氧化还原活性探针离子的响应不理想．实验表
明，在０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＬｉＣｌ０４电解质溶液中，电极
图２谷氨酸聚合过程的循环伏安曲线
的制备较为满意．
２．１．３扫描圈数的选择
通过固定电位扫描速度，改变扫描次数控制膜的厚度．大多数文献上查得扫描３圈既可【３】ｌ，…５】７２．但在本实验中发现扫描３圈所得的Ｇｌ喊Ｅ电极稳定性不如扫描１０圈所得的Ｇｌ们ＣＥ电极稳定性好，故本实验选择在
Ｏ．０ｖ－１．９Ｖ范围内，以１００ＩＩｌＶ的扫描速度循环扫描１０圈制备Ｇｌ喊Ｅ电极．
２．２谷氨酸在玻碳电极表面的修饰机制
伯胺和仲胺类化合物可以通过氨基氧化法与碳ＲＮＨ２＋
珂——－ＲＮＨ＋Ｆ耄雹萋篡，嚣燃筹言詈鋈孽妻誓菩碳极｜＋洳一一｜一嚣一Ｒ电化学氧化，使氨基形成氨阳离子自由基，该自由碳电吸｜十～Ⅵ１——７：｜ｉ炭哇分墩｜——“——Ｋ
基进一步与碳电极表面键合，形成Ｃ—＿Ｎ共价连接．因此该修饰方法也称“氨阳离子自由基法”．修饰机制如图３所示：
一般认为修饰分子与电极是垂直定向的．伯胺在电氧化过程中易和电极表面接枝，仲胺氧化所形成单层膜的覆盖度则较低．而叔胺则不能形成单分子层．取代基的空间位阻效应影响胺氧化过程中自
由基到达电极表面的活性点位，而且由图３的反应机理不难理解，该键合反应需要有质子从氨阳离子自由基上脱离．因此这一反应路径对于叔胺也是不
图３伯胺和仲胺类化合物电氧化修饰机理
ｅｋｃ廿ｏｃｈｅｍｉｃａｌＩ
ｃ００Ｈ＋－ｃ。避ＨＮ／＼／＼ｃ００Ｈ
ＣＯＯＨｐ”“ｏｃＥＩ＋。。人小湖．一舰｝。人Ａ
图４谷氨酸在玻碳电极上的组装过程示意图
可行的．嘲由于修饰条件温和，采用非水环境下修饰，因此被修饰的电极表面保持平整，不会变粗糙
通过改变循环伏安的扫描速度，可以控制该修饰膜在电极表面上的致密度‘７１．
根据已有的理论基础和本实验得出的实验结果提出谷氨酸在玻碳电极上的组装过程示意图（图４）．
２．３谷氨酸修饰电极对电活性探针分子的阻滞行为
选择电化学上经典带负电荷的Ｆｅ（ＣＮ）６３氧化还原活性探针离子来考察谷氨酸组装膜的阻滞行为．图５为裸玻碳电极和谷氨酸修饰玻碳电极在Ｆｅ（臼啦３‘的中性水溶液中的循环伏安图．
从图５中可以看到在谷氨酸组装的玻碳
电极上探针分子的还原峰电位负移、氧化峰电
位正移，峰电流都有很大减小．表明在玻碳电
极表面形成了谷氨酸单分子膜，使探针分子在
谷氨酸组装的玻碳电极上的电化学反应受到
很大的阻碍，比其在裸电极上更难发生电化学
反应了，到达电极表面的分子也更少了．这种
现象可以解释为：由于组装在电极表面的谷氨
酸分子的尾基是羧基，在中性条件下两个羧基
全部电离，使得电极表面上富含ＣＯＯ一基团，
具有很高的负电荷密度，与同样带负电荷的
Ｆｅ㈣３‘电活性探针之间由于静电作用相互
排斥，阻碍探针离子到达电极表面，从而阻止了其在电极表面的电子传递．此外，在曲线ｂ中还是可以看到较弱的氧化还原峰，说明仍然有部分的Ｆｅ（ｃ卜噼到达电极表面，实现了氧化还原．因此，谷氨酸单分子膜组装的不是很致密，存在着一定的缺陷．对于那些克服静电排斥最终到达电极表面的Ｆｅ删）６３‘探针离子，它们在穿过修饰单分子层到达电极表面
的过程中还会受到谷氨酸修饰分子对其扩
散的阻碍．
一般说来，当电极表面被绝缘膜覆盖后，电极与溶液中的氧化还原中心的电子交
换过程可以通过以下三种方式发生：（１）透
过膜相的隧道效应；（２）活性物质通过膜上
的针孔缺陷扩散到达电极表面而进行电子交换，或电活性物质渗透进入膜相到达电极
表面而进行的电子交换过程（３）在岛状缺
陷处表面进行电子直接交换．第一种途径
一般对于较为致密的膜而言，后两种途径都
和膜上的缺陷有关．【８】对于谷氨酸分子，由
于它本身带有一个支链，不能象直链烷烃一
Ｏ．４Ｏ．２０．Ｏ
Ｅ～ｖｓＡ９，ＡｇＣＩ
图５裸玻碳电极（ａ）和谷氨酸组装的玻碳电极（ｂ）在铁氰化钾中的循环伏安图
ｌｍｍｏＩ／ＬＫ３Ｆｅ（ＣＮ）６溶液，支持电解质：Ｏ．１ｍｏｌ／ＬＫＣｌ，ｐＨ＝７．Ｏ；扫速：５０ｍＶ，ｓ
样可以在电极表面通过分子问作用力而形图６谷氨酸修饰玻碳电极在不同ｐＨ值的铁氰化钾溶液中的循环伏安图成较为致密的膜相．所以它形成的膜应该ｌｍｍｏｌ，ＬＫ３Ｆｅ（ｃＮ）ｓ溶液，支持电解质：ｏ．１ｍｏｌ／ＬＫｃｌ，磷酸盐缓冲溶液，是存在一定的缺陷．这样，在谷氨酸修饰玻由外到内ｐＨ２ｌ?５，３?ｏ，４?ｌ，６?ｏ，７?ｏ，８?ｏ，９?７?扫速２５０ｍｖ／ｓ
碳电极上的电子交换是以后两种途径为主要的，电子的隧道效应可以忽略不计．
２．４溶液ｐＨ值对谷氨酸修饰电极阻滞行为的影响
由于谷氨酸分子尾端的羧基存在着如下的电离平衡：
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谷氨酸修饰玻碳电极的制备及性质研究
作者：陈静， 黄燕生， 邵会波， CHEN Jing， HUANG Yan-sheng， SHAO Hui-po
作者单位：陈静,黄燕生,CHEN Jing,HUANG Yan-sheng(首都师范大学,化学系,北京,100037)， 邵会波,SHAO Hui-po(首都师范大学,化学系,北京,100037;北京理工大学,化学系,北京,100081)
刊名：
邯郸学院学报
英文刊名：JOURNAL OF HANDAN COLLEGE
年，卷(期)：2006,16(3)
被引用次数：1次
参考文献(8条)
1.Protiva Rani Roy;Takeyoshi Okajima;Takeo Ohsaka Simultaneous electrochemical detection of uric acid and ascorbic acid at a poly(N,N-dimethylaniline) film-coated GC electrode 2004(01)
2.Ju H X;Mi J A;Gong Y Electrocatalytical oxidation and determination of dopamine at redox
polymer/nafion modified electrodes 1999(15)
3.Jikai Yao;Bing Xu;Huibo Shao Application of Lysine's Electrochemical Oxidation to Changing Charged States of Carbon Surface 2005(02)
4.宋琼纳米金修饰碳糊电极和DNA、纳米金双层修饰碳纤维电极的制备、表征和电化学行为:第一章纳米金修饰碳糊电极的制备、表征及电化学行为,导师金葆康 2005
5.赵艳霞聚 L-赖氨酸修饰电极对去甲肾上腺素的电催化氧化 2005(03)
6.宋琼纳米金修饰碳糊电极和DNA、纳米金双层修饰碳纤维电极的制备、表征和电化学行为:第一章纳米金修饰碳糊电极的制备、表征及电化学行为,导师金葆康 2005
7.宋琼纳米金修饰碳糊电极和DNA、纳米金双层修饰碳纤维电极的制备、表征和电化学行为:第二章DNA、纳米金双层修饰电极的制备和电化学行为,导师金葆康 2005
8.李景虹自组装膜电化学,导师董绍俊 1996
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1.孟华千.崔香丽.刘磊.吴博威.MENG Hua-qian.CUI Xiang-li.LIU Lei.WU Bo-wei氨甲酰胆碱与去甲肾上腺素对心室肌细胞钠钙交换电流的联合作用[期刊论文]-中国病理生理杂志2006,22(1)
2.陈其锋不可逆双安培法的研究及其在药物分析中的应用[学位论文]2007
3.陈鹏.王琼娥.庄惠生去甲肾上腺素的荧光分析新体系研究[会议论文]-2001
4.李清文.高宏.黄昊.王义明.冯军.罗国安血红蛋白与NO分子间相互作用的电化学表征[期刊论文]-高等学校化学学报2001,22(8)
5.钟平.方伯名.Zhong Ping.Fang Baiming聚L-谷氨酸修饰电极对尿酸的电催化及其应用[期刊论文]-化学分析计量2007,16(6)
6.李明田.黄俊.杨瑞嵩.喻兰英.周璇.LI Ming-Tian.HUANG Jun.YANG Rui-Song.YU Lan-Ying.ZHOU Xuan金属酞菁仿生催化儿茶酚胺氧化性能研究及其用于肾上腺素浓度的光学检测[期刊论文]-无机化学学报2010,26(11)
引证文献(1条)
1.钟平.方伯名聚L-谷氨酸修饰电极对尿酸的电催化及其应用[期刊论文]-化学分析计量 2007(6)
引用本文格式：陈静.黄燕生.邵会波.CHEN Jing.HUANG Yan-sheng.SHAO Hui-po谷氨酸修饰玻碳电极的制备及性
质研究[期刊论文]-邯郸学院学报 2006(3)
食品中重金属检测的方法研究与仪器研制
食品中重金属检测的方法研究与仪器研制 【摘要】：食品安全问题一直是人类关注的焦点。随着工农业生产的迅速发展，食品污染问题越来越严重，其中重金属是最主要的污染物质之一。重金属可以在土壤中积累和作物体内残留，通过食物链而进入人体内蓄积，构成对人体的潜在危害。人体内重金属含量过量时，会导致各种疾病的发生。食品重金属污染问题已引起全世界的高度重视和深入研究，对不同种类食品和水体中的重金属污染进行监测和分析研究，对于评价食品质量、保护人类健康和维持社会经济可持续发展具有重要的现实意义。该课题得到了上海市世博会重点项目专项基金的资助。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于1～100nm纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米复合材料是近年来发展较为迅速的一种新兴纳米材料，它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一维以纳米级大小复合而成的纳米材料。在纳米复合材料中，纳米尺度的分散相不仅大大增加了两相界面面积，而且由于其纳米尺度效应将大大增强界面相互作用。它与单一纳米材料和纳米相材料不同，不仅具有纳米尺度物质单元的基本特性：量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、量子隧道效应、介电限域效应等，又存在纳米结构组合所引起的新效应：量子耦合效应和协同增强效应等，使得纳米复合材料的综合性能优于原组成材料而能够满足各种不同的实际应用要求，被誉为是21世纪最有前途的材料之一。随着纳米技术的发展，纳米复合材料作为一种新型的电极材料在电化学检测和分析
方面受到人们的日益关注。微波辐射作为一种快速、简单和高效的加热技术，已经广泛地被运用于化学反应和多种纳米材料的合成。与传统的加热方法比较，微波加热具有快速和均匀的优点，从而可以大大加快反应速度，得到更小和更均匀的纳米粒子。微波—电化学是将微波技术与电化学原理相结合形成的一种新型科学技术，将微波技术引入电化学检测还是一个较新的领域，尤其是微波一电化学联用技术应用于重金属的检测是一种全新的理念和思路。虽然微波技术在电化学检测领域已经得到初步的应用，但这一领域的研究目前还处于起步阶段。特别是微波条件下快速合成纳米材料，并将合成的纳米材料应用于微波—电化学检测重金属离子的研究还未见报道。本论文通过电化学方法、微波辐射合成方法制备纳米复合材料，并将其作为电极材料应用于食品中痕量重金属，如Pb、Cd、Hg、As、Cr的电化学检测与分析。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、能量散射X-射线光谱对合成的纳米复合材料形貌和组成进行表征，运用阳极溶出伏安法、线性扫描伏安法、安培检测法、微波—电化学协同体系对痕量重金属进行检测与分析，并在此基础上研制与开发重金属快速分析仪。本论文共分为九章：第一章绪论本章内容主要包括重金属污染及危害、重金属检测技术的研究与发展、纳米复合材料及其应用于重金属检测的研究与进展、重金属快速分析仪研究现状四部分。文中简要介绍了食品中重金属污染现状、光谱方法应用于重金属检测的研究，着重综述了电分析方法应用于重金属的检测和发展；对纳米复合材料的分类、性能和制备进行了概述，着重阐述了微波合成纳米
血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究(1)
第20卷第7期2008年7月化学研究与应用 Che m ical Research and App licati on Vol .20,No .7 July,2008 收稿日期:2007208209;修回日期:2008203209 基金项目:国家自然科学基金项目(20375008,20475001)资助;广东省科技攻关项目(2004B33301024,2005B10301041,2006B12401011)资 助;广东省自然科学基金项目(06108856)资助 联系人简介:程发良(19672),男,教授,主要从事生物电化学研究。Email:chengfl@dgut .edu .cn 文章编号:100421656(2008)0720872204 血红蛋白在纳米金修饰电极上的电化学研究 张 敏1 ,程发良 13 ,蔡志泉2,姚海军 1 (1.东莞理工学院生物传感器研究中心,广东 东莞 523106) (2.东莞理工学院城市学院,广东 东莞 523106) 关键词:纳米金;牛血红蛋白;化学修饰电极 中图分类号:O65711 文献标识码:A 氧化还原蛋白在电极上的直接电化学研究不但能获得有关蛋白质和酶的热力学和动力学性质等重要信息,为开发新型生物传感器和生物反应器提供理论指导,而且对了解它们在生命体内的电子转移机理和生理作用机制具有重要意义。 血红蛋白(Hb )是以血红素为辅基的蛋白质,在生物体中的主要功能是运输O 2。由于它的三维结构已经确定,所以常常用作研究蛋白质的结构 与功能关系的模型物[1,2] 。HB 分子庞大,电活性中心血红素被四条肽链包围而不易暴露,且在常规电极上强烈吸附和变性,使得它在一般固体电 极上的电子传递困难,需要借助媒介体[3] 、促进剂[4]或特殊电极材料[5] 促进电化学反应。 金属纳米粒子由于具有与其颗粒大小相关的 特殊性质[6] ,如表面效应、体积效应、量子尺寸效应等,从而产生不同于相应块体材料的电学、光学、磁学和催化性能,逐渐为电分析化学领域广泛 关注[7] 。文献曾报道了纳米金用于测定儿茶酚[8]、去甲肾上腺素[9]、葡萄糖[10211]等物质。本文利用电化学沉积法制备了纳米金修饰电极,利用该修饰电极测定了血红蛋白,实验结果表明:纳米 金具有良好的生物共容性[12] ,且纳米金较大的比表面积增强了血红蛋白在电极表面的吸附,显著提高了血红蛋白的电化学响应,实现了血红蛋白的直接电化学。 1 实验部分 111 试剂和仪器 牛血红白蛋白(国产,储备液在4℃条件下保存);氯金酸(HAuCl 4?3H 2O );实验用缓冲溶液为012mol/L Na Ac -HAc,pH 值采用混合不同比例的Na Ac 和HAc 溶液调整;实验所需的其余试剂均为分析纯;实验用水为二次蒸馏水;所有实验均在室温下进行。 P ARST AT2273电化学综合测试系统;电化学实验采用三电极体系:工作电极为裸玻碳电极(GCE )或者纳米金修饰电极(NG/GCE ),参比电极为饱和甘汞电极,对电极为铂电极;赛多利斯电子天平BS124S (北京赛多利斯仪器有限公司);超声波清洗器(昆山市超声波仪器厂);电子pH 计H I 98101(北京哈纳科仪科技有限公司)。112 修饰电极的制备金溶胶的制备参照文献[13] 。将玻碳电极先用金相砂纸抛光,然后依次用110、013μm 的A l 2O 3在麂皮上抛光至镜面,再移入超声水浴中清洗,最后依次用1∶1乙醇、1∶1HNO 3和蒸馏水超声清洗。把经过预处理的玻碳电极,用氮气吹干,置于金溶胶中于+115V 下电沉积2h 即可,标记为NG/GCE ,置于NaHc -HAc 缓冲溶液中备用。113 实验方法 电化学实验均在50mL 电解池中进行,用上述三电极系统,测定电化学曲线。测试前需向溶液中通氮气20m in 以上,以除去溶液中的溶解氧。所有实验均在室温下进行(约25℃)。
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羧基化多壁碳纳米管修饰电极循环伏安法测 定过氧化氢 【摘要】目的:研究用羧基化多壁碳纳米管修饰电极伏安法测定过氧化氢的浓度。方法:采用涂布法制成羧基化多壁碳纳米管修饰电极；在pH=7.0 KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中，采用该修饰电极伏安法测定H2O2。结果:该修饰电极对H2O2有着显著的电催化作用，与裸玻碳电极相比，其灵敏度大大提高，在 1.2×10-6～1.0×10-3 mol/L 浓度范围内，过氧化氢的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系，检测限为3.1×10-7 mol/L，将该修饰电极用于医用过氧化氢的测定，相对平均偏差为1.2%，平均回收率为97.6%，结果满意。结论:该修饰电极响应快，灵敏度高，稳定性好，寿命长，适合于具有电活性生物分子的测定。 【关键词】碳纳米管学修饰电极伏安法过氧化氢 Abstract: Objective: To study a quantitative method for determination of hydrogen peroxide (H2O2) by voltammetry with multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group modified electrode (CME). Method: The CME was fabricated, which based on the immobilization of multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group. In a medium of KH2PO4-Na2HPO4 buffer solution with pH=7.0，the CME was
线性扫描伏安法测定废水中的镉
线性扫描伏安法测定废水中的镉 蔡孟珂(13322006) 蔡景恒蔡镓鹂 中山大学化学与化学工程学院，化学类 A 班 摘要：本实验采用线性扫描伏安法，通过测定一系列浓度Cd2+浓度并与测定待测溶液进行比对，计算出待测溶液中Cd2+含量为90.57mg/L。实验采用常规峰电流和半微分峰电流两种处理方法进行计算，提高了实验精度。电流峰高与浓度成正比，据此进行定量分析。同时通过半微分（semi-derivative）处理，可将伏安波动半峰形转化成峰形，改善了峰形和峰分辨率。该方法方便快捷，且成本不高，适用于快速简便地测定废水中的镉含量。 关键词：线性扫描伏安法镉离子废水 1 引言： 镉是一种具有银白色光泽、软性、延展性好、耐腐蚀的稀有金属，加热即会挥发，其蒸汽可与空气中的氧结合形成氧化镉。镉类化合物具有较大脂溶性、生物富集性和毒性，并能在动物、植物和水生生物体内蓄积。随着近年来水环境中镉污染事故的不断出现，人们对环境中镉污染的恐惧也在不断增加。[1] 铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排放含铬410mg/l 的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。[2] 水和废水中镉的测定,有比色法、原子吸收分光光度法及阳极溶出伏安法等。也有报道用离子选择电极法测定显像管废水和用极谱法测定水中的微量镉。[3] linear sweep voltammetry；LSV 是一种伏安法技术。将线性电位扫描(电位与时间为线性关系)施加于电解池的工作电极和辅助电极之间。工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。常用的电位扫描速率介于0．001～0．1V／s。可单次扫描或多次扫描。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析，更适合于有吸附性物质的测定。
石墨烯修饰电极的电化学性能
https://www.360docs.net/doc/c714479117.html,锦生炭素 石墨烯修饰电极的电化学性能 石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景,基于石墨烯的相关研究也成为目前电化学领域的热点研究领域之一。 本论文围绕石墨烯的不同修饰电极条件,结合电化学基础研究,开展了石墨烯及其相关的电化学性能研究。具体内容归纳如下: (1)将石墨烯与具有良好导电性能的聚苯胺(PANI)复合,研究了石墨烯/聚苯胺复合物修饰电极的电化学性能。利用石墨烯与聚苯胺之间电子给体与电子受体的相互作用,实现了聚苯胺在中性甚至强碱性溶液中的电化学活性,并利用红外光谱、拉曼光谱和紫外光谱进行了可能的机理探讨。石墨烯/聚苯胺复合物材料在中性溶液里的电化学活性,在生物传感领域具有可能的应用空间;同时,在不同pH 溶液里的电化学活性也为石墨烯/聚苯胺复合物材料在pH传感中提供了可能的应用空间。 (2)将石墨烯与具有电绝缘性能的凡士林混合,研究了石墨烯/凡士林膜电极的电化学性能。循环伏安测试表明:采用10.0 mg/mL、5.0 mg/mL和1.0 mg/mL的石墨烯/凡士林修饰电极可以依次得到常规尺寸电极、亚微尺寸电极和微尺寸的纳米电极阵列,并且通过简单混合所制备的石墨烯/凡士林膜电极具有良好的电化学活性和稳定性。作为新型碳材料的膜电极,石墨烯/凡士林膜电极在基础电化学研究和应用中具有一定的潜在价值。 (3)将石墨烯组装在具有完全电绝缘性能的硫醇自组装膜电极上,研究了石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学性能。交流阻抗数据表明,随着组装时间的增加,石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学阻抗逐渐降低,表明石墨烯在硫醇自组装膜上是一个可控的组装过程。循环伏安测试还表明,石墨烯的组装时间是120 min和5 min时,可以分别得到常规尺寸和微尺寸纳米电极阵列的石墨烯/硫醇自组装膜电极,而且对抗坏血酸、多巴胺、尿酸具有较好的电催化活性。同时,为了探讨可能的实验机理,我们讨论了电子传递的可能原因以及影响自组装膜电极双电层结构的两个因素。结果表明随着硫醇中碳链长度的增加,电子传递速率逐渐降低,氧化还原峰电位的差值逐渐增大;不同碳材料的电子转移速率呈现为:石墨烯>多孔碳>石墨。这种采用简单而有效的方法制备的石墨烯/硫醇自组装膜电极,在电化学理论研究和实际应用中具有较好的前景。 超级电容器是一种绿色、新型的储能元件,由于其高效、无污染的优良特性,符合“低碳”经济的发展要求,受到了人们的高度重视。超级电容器的核心是电极材料。 新兴的石墨烯二维单层原子碳材料因具有大的比表面积、优异的导电性、高的机械强度,被认为是理想的超级电容器电极材料。化学方法制备的氧化石墨烯具有良好的成膜性,可用于制备“石墨烯纸”并进而应用于无支撑电极。 此外,氧化石墨烯上丰富的含氧官能团可用于锚定金属纳米粒子,形成石墨烯复合材料。本论文围绕石墨烯薄膜制备、修饰和电化学电容性质开展研究工作,发展了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的溶液铸造制备方法,提出了水热还原制备石墨烯基复合薄膜的途径,并研究了所制备材料的电容性能,取得了
线性扫描伏安法测定废水中的镉离子含量
线性扫描伏安法测定废水中的镉 摘要：本实验利用线性扫描伏安法扫描废水中镉离子浓度，使用铋膜碳电极为工作电极，Ag/AgCl 电极为参比电极，Pt为辅助电极的三电极系统，在CHI660A电化学工作站采用常规峰电流对镉离子浓度作回归方程，结果测得：对常规峰进行处理后得方程y = 356.44x + 0.0348，相关系数R2达0.9997，测得含量为50.40 mg.L-1。此法精度高、迅速、灵敏，结果令人满意。 关键词：线性扫描伏安法镉离子常规峰电流半微分峰电流 1.引言 镉（Cadmium）是一种重金属，与氧、氯、硫等化学元素形成无机化合物分布于自然界中。人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉在工业中有广泛应用，如电池、电镀合金、油漆和塑料等的生产和使用。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性，且环境中的镉不能生物降解，所以现今镉的污染已经处于较为严重的状况[1]。 目前国家对于镉离子分析的标准测定方法有：无火焰原子吸收分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、双硫脉分光光度法[2]。 伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的电极为工作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流－电压特性曲线来进行定性和定量分析的方法。使用滴汞电极或其他表面能够周期性更新的液体电极者称极谱法,使用表面静止的液体或固体电极者称伏安法。伏安法由极谱法发展而来，后者是伏安法的特例。极谱法的使用涉及到汞，毒性问题较为严重；且若采用极谱法，则需要消除氧波（加入Na2SO3、抗坏血酸、通惰性气体或N2保护）和极谱极大（加入一些表面活性物质如明胶、PVA、Triton X-100等）的干扰，过程较为繁琐。由于线性扫描伏安法扫描的速度比较快，氧波和前波的干扰很小，可不除氧，前放电物质存在也不干扰测定[3]。 伏安法作为一种非分析方法，主要用于研究各种介质中的氧化还原过程、表面吸附过程以及化学修饰电极表面电子转移机制。伏安法选择性和灵敏度较高，而且随着低成本的电子放大装置出现，伏安法开始大量用于医药、生物和环境分析中[4]。相对于其他测定痕量镉的方法包括 ICP-AES[5]，火焰原子光谱法[2]等，这些方法同样需要绘制回归方程，相对误差较大（在1%-5%左右），相关系数R一般比较低。而采用线性伏安法仪器造价低廉、灵敏度高、有一定精确度、测试速度快、维护成本较低、携带方便。 综上所述，本实验中将采用线性扫描伏安法对废水样品中镉离子浓度进行测量。 2.实验部分
电沉积纳米金的读书笔记
[1]吉玉兰, 王广凤, 方宾. 纳米金/单壁碳管修饰玻碳电极对黄芩苷的电催化作用及快速检 测[J].2010, 6(6): 11-12. NG/GCE电极的制备 将l mg酸化的SWNT分散在5 mL DMF中，超声振荡至溶液均一。玻碳电极先在0.05 μm A2O3上抛光，然后分别在无水乙醇和二次蒸馏水中各超声清洗l min，晾干后，用微量进样器取10.0μL上述SWNT分散液滴加在玻碳电极表面，晾干，即得SWNT/GCE。将SWNT/GCE用二次水冲净置于0.1 mg/mL HAuCl4中，以扫速50 mV/s，于1.2～-0.6 V范围连续扫描5圈，取出用水反复冲净，晾干得NG／SWNT／GCE。 [2]张英，袁若，柴雅琴等. 纳米金修饰玻碳电极测定对苯二酚[J]. 西南师范大学学报, 2002, 6(31):87-90. NG/GCE电极的制备 将玻碳电极分别用0.1 μm和0.03 μm A12O3。粉末抛光成镜面，二次水冲洗，依次用(1+1) HNO3，无水乙醇和二次水超声清洗5 min，取出后用二次水冲净置于1 mg/mL HAuCl4中，以饱和甘汞电极(SCE)为参比，铂丝为对电极，于-0.2 V下保持60 s，取出后用二次水反复冲洗，得NG／GCE修饰电极，悬在pH为7.0的PBS上方保存备用。 NG/GCE修饰电极的性能 图1(a)是裸GCE和NG/GCE修饰电极在 5.0 mmol/L Fe(CN)63-/4- + 0.1 mol/L PBS(pH=7.0)中的循环伏安图．从图中可以看出，Fe(CN)63-/4-在NG/GCE修饰电极上峰电流明显增加，并且氧化还原峰电位差值减小，这主要是因为：NG使GCE电极的表面粗糙度和有效面积增加以及带正电荷的NG叫同带负电荷Fe(CN)63-/4-有较强的静电作用，使氧化还原发应更容易发生．图l(b)是裸GCE和NG/GCE修饰电极在5.0 mmol/L Fe(CN)63-/4-+0.1 mol/L PBS(pH=7.0)中的交流阻抗图，由图可知，NG/GCE电极膜的阻抗比裸GCE小很多，这说明NG能很好地增强电子的传输． [3]朱强，袁若，柴雅琴等.以纳米金为介质的无标记电流型甲胎蛋白免疫传感器的研 究[J]. 西南师范大学学报, 2002, 2(32):82-90.
芦丁在纳米金修饰玻碳电极上的电化学行为及其测定
芦丁在纳米金修饰玻碳电极上的电化学行为及其测定一、实验目的 1．初步掌握电化学工作站的使用方法，掌握循环伏安法和差分脉冲伏安法的基本原理和测量技术 2. 通过对体系的测量，了解如何根据峰电流、峰电势及峰电势差和扫描速度之间的函数关系来判断电极反应过程的可逆性，以及求算有关的热力学参数和动力学参数。 3. 学习固体电极表面的处理方法 二、实验原理 芦丁(Rutin）是一种多羟基黄酮类化合物，存在于多种植物的茎和叶中，是一些中草药的有效成分。在临床上它可用于治疗过敏性紫瘫及各种因毛细管脆性增加而引起的出血性疾病和冠状动脉高血压病等。 循环伏安法是用途最广泛的研究电活性物质的电化学分析方法，在电化学、无机化学、有机化学、生物化学等领域得到了广泛的应用。由于它能在很宽的电位范围内迅速观察研究对象的氧化还原行为，因此电化学研究中常常首先进行的是循环伏安行为研究，如电极过程的可逆性、电极反应机理、计算电极面积和扩散系数等电化学参数。
循环伏安是在工作电极上施加一个线性变化的扫描电压，以恒定的变化速度扫描，当达到某设定的终止电位时，再反向回归至某一设定的起始电位，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系曲线，对溶液中的电活性物质进行分析。 典型的循环伏安图如图所示： 选择施加在a 点的起始电位E i ，然后沿负的电位即正向扫描，当电位负到能够将Ox 还原时，在工作电极上发生还原反应：Ox + Ze = Red ，阴极电流迅速增加（b-d ），电流在d 点达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的Ox 转变为Red 而耗尽，电流迅速衰减（d-e ）；在f 点电压沿正的方向扫描，当电位正到能够将Red 氧化时，在工作电极表面聚集的Red 将发生氧化反应：Red = Ox + Ze ，阳极电流迅速增加（i-j ），电流在j 点达到最高峰，此后由于电极附近溶液中的Red 转变为Ox 而耗尽，电流迅速衰减（j-k ）；当电压达到a 点的起始电位E i 时便完成了一个循环。 循环伏安图的几个重要参数为：阳极峰电流（i pa ）、阴极峰电流（i pc ）、阳i E 还原峰 E pc i pc E pa 氧化峰 a b g h i j I 0.8V I –0.2V k i pa f c d e
碳纳米管在电化学中的应用
碳纳米管在电化学中的应用 【摘要】对碳纳米管修饰电极的制备方法、应用以及碳纳米管修饰电极的发展趋势作比较全面的综述。 【关键词】碳纳米管；化学修饰电极 Application of the Carbon nanotube in electrochemistry Abstract The methods of preparation, applications and developing trends of carbon nanotube modified electrodes in the field of electrochemistry were reviewed. Key words Electrochemistry Carbon nanotube modified electrodes 碳纳米管，又名巴基管(buckytube)，是1991年由日本科学家饭岛澄男(Sumio Iijima)在高分辨透射电镜(HRTEM)下发现的一种针状的管形碳单质。它以特有的力学、电学和化学性质，以及独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的潜在应用价值，迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热点。目前，碳纳米管在理论计算、制备和纯化生长机理、光谱表征、物理化学性质以及在力学电学、化学和材料学等领域的应用研究方兴未艾，在一些方面已取得重大突破。碳纳米管(CNT)的发现，开辟碳家族的又一同素异形体和纳米材料研究的新领域。 由于CNT具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积，可使过电位大大降低及对部分氧化还原蛋白质能产生直接电子转移现象，因此被广泛用于修饰电极的研究。碳纳米管在作为电极用于化学反应时能促进电子转移。碳纳米管的电化学和电催化行为研究已有不少报道。 1碳纳米管的分类 CNT属于富勒碳系，管状无缝中空，具有完整的分子结构，由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成，其中每个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子发生完全键合，各单层管的顶端有五边形或七边形参与封闭。CNT的径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，具有较大的长径比。由单层石墨片卷积而成的称为单壁碳纳米管(SWNT)，制备时管径可控，一般在1~6 nm之间，当管径>6 nm后CNT 结构不稳定，易塌陷。SWNT轴向长度可达几百纳米甚至几个微米。由两层以上柱状碳管同轴卷积而成的称为多壁碳纳米管(MWNT)，层间距约为0.34 nm。
石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅
DOI :10.3724/SP.J.1096.2013.20547 石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅 唐逢杰1,2 张凤1,2 金庆辉*1 赵建龙1 1 (中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200050) 2 (中国科学院大学,北京100039) 摘 要 建立了石墨烯修饰铂电极(G/Pt )共沉积铋膜测定水中微量重金属镉和铅的方法三采用微机电系统(MEMS )工艺制作铂电极,并利用CVD 法在铂电极上原位生长石墨烯,制备了石墨烯修饰铂电极,与Ag/AgCl 参比电极二铂丝对电极构成三电极体系;采用差分脉冲阳极溶出伏安法对水中微量的镉和铅进行测定三在pH =4.5的醋酸?醋酸钠(HAc ?NaAc )底液中,Cd 2+和Pb 2+分别在-0.72和-0.48V 灵敏地产生溶出峰,线性范围分别为0.05~10mg/L 和0.03~5mg/L ,检出限均为10m g/L 三本方法操作简单二安全快速二重现性好,适合于废水二地表水二及生活用水中镉和铅的测定三 关键词 石墨烯修饰铂电极;差分脉冲阳极溶出伏安法;铋膜;重金属离子 2012?05?25收稿;2012?09?11接受 本文系国家973计划(Nos.2012CB933303,2011CB707505),国家科技支撑计划(No.2012BAK08B05)以及上海市科委(Nos.11391901900,11530700800,11ZR1443900,10391901600)资助项目*E ?mail:jinqh@https://www.360docs.net/doc/c714479117.html, 1 引 言 镉和铅具有极大的生物毒性,富集在人体内会造成极大的危害[1]三因此,研制出灵敏二快速二准确的 重金属检测传感器尤为重要三溶出伏安法广泛地应用于重金属离子的测定,早期的工作电极采用汞膜电极,但汞有毒性且易挥发,存在汞污染问题[2,3]三后来常用低毒的铋代替汞进行测定[4~7]三2004年,石墨烯被首次发现[8]三因为其具有许多优异而独特的性能而被广泛地应用于微纳电子器件二新型复合材料二传感器材料等领域[9,10]三采用石墨烯修饰电极测定重金属离子已有多篇报道,2009年,Li 等[11]用石墨烯纳米片溶液和Nafion 溶液混合制作石墨烯修饰玻碳电极,并预镀铋膜,测定了Cd 和Pb 三 Wang 等[12]用同样的修饰方法制得石墨烯修饰玻碳电极,并镀汞膜,采用溶出伏安法测定了Cu ,Pb 和Cd 三Brownson 等[13]用市售的石墨烯溶液制作石墨烯修饰丝网印刷碳电极,测定了Cd 三石墨烯修饰电极用于电化学分析有以下特点:吸附能力强二传质速率高二抗氧化腐蚀等[11,12]三 采用微机电系统(Micro ?electro ?mechanical systems ,MEMS )技术制作工作电极,具有成本低廉二一致性好二微型化二易集成等优点[5,14,15]三本研究采用MEMS 工艺制作出铂电极,然后利用CVD 法在铂电极上生长石墨烯得到G/Pt 电极,与Ag/AgCl 参比电极二铂丝对电极构成三电极体系三利用本传感器检测HAc ?NaAc 缓冲液中的Cd 2+和Pb 2+,考察了共沉积铋液浓度二电沉积电位二电沉积时间等对实验结果的影响,同时考察了传感器检测的线性范围二检出限二抗干扰性等三利用本传感器测定水样中的Cd 2+和Pb 2+,结果较好三 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 Ag/AgCl 电极(上海辰华仪器公司);IM6ex 电化学工作站(德国Zahner 公司);TL1200管式炉(南京意帆仪器公司)三AZ4620光刻胶,AZ400K 显影液(日本Fuji Film 公司)三将C 4H 6CdO 4四2H 2O,C 4H 6PbO 4四3H 2O 和Bi (NO 3)3四5H 2O 分别加入到醋酸?醋酸钠缓冲溶液 (pH =4.5)中,配制成重金属离子浓度梯度和共沉积铋膜溶液三 2.2 石墨烯修饰铂电极的制备 采用氧化工艺,在硅片上制作厚度为微米级的SiO 2氧化层,利用Lift ?off 工艺制备图形化的铂电极; 第41卷2013年2月 分析化学(FENXI HUAXUE ) 研究简报Chinese Journal of Analytical Chemistry 第2期278~282
2021年食品安全检测中电化学分析法的运用
食品安全检测中电化学分析法的运用 食品安全检测中电化学分析法的运用 电位分析法是一种通过测量电极电位来获得溶液中待测物质浓度信息的分析方法，下面是一篇关于食品安全检测中电化学分析法运用探究的，欢迎阅读了解，希望对你的有帮助。 随着 ___发展和生活水平不断提高，食品作为人们最基本生活必需品的消费逐渐从数量型向质量型转变，食品质量与安全成为广大民众普遍关心的问题。因此，为了提高食品质量和保证食品安全，必须充分发挥食品质量安全检验检测的效能，不断丰富食品检测方法，改进测试手段，逐步提高检测水平，为人们吃上安全的放心食品提供保障。目前，仪器分析方法已经成为食品安全检测的主要方法，如，光学分析法(分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法)、电化学分析法、色谱分析法(气相色谱法、高效液相色谱法)等方法[1]. 电化学分析法是建立在化学电池的一些电学性质(如电导、电位、电流、电量等)与被测物质浓度之间存在某种关系而进行测定的一种仪器分析方法。按照实验过程中测定的电学参数不同，可将电化学分析法区分为电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、伏安法和极谱法等。与其它仪器分析方法比较，电化学分析法具有灵敏度和准确度高、测量范围宽、仪器设备简单、容易实现自动化等特点，已经在食品质量检测中广泛应用[2,3].本文根据电化学分析方法类
型，对电位分析法、伏安分析法、极谱分析法和电化学传感器法等几种方法在食品检测方面的研究和应用情况进行了评述。 电位分析法是一种通过测量电极电位来获得溶液中待测物质浓度信息的分析方法，分为直接电位法和电位滴定法。电位滴定法不需要指示剂，也不受溶液浑浊和颜色 ___，可以准确判断终点，在食品检测中应用较为普遍。比如，采用电位滴定法可以测定食品中调味品之一的 NaCl 含量。通常采用银电极和饱和甘汞电极组成原电池，用AgNO3标准溶液滴定 Cl-离子至终点电位。陈泽林等[4]采用电位滴定法测定了酱油、午餐肉和香肠三种食品中 NaCl 含量。为了克服盐桥中饱和氯化钾溶液对 Cl-离子测定结果 ___，他们将参比电极改为双盐桥饱和甘汞电极，滴定终点确定采用二次微商法，使测定结果更为准确和合理，实验加标回收率为98.54%~101.06%.郑自强等[5]和喻利娟等[6]的研究也表明，采用电位滴定法测定罐头、水、酱油等食品中 NaCl 含量，具有准确度高、精密度好等优点，更重要的是方法简便易行，尤其适用于有色浑浊食品中 NaCl 含量的测定。 乳制品是人体摄取蛋白质的之一，其营养价值以蛋白质含量高低作为主要指标，因此，乳制品中蛋白质含量的测定备受关注。采用凯氏定氮法测定乳制品中蛋白质含量，虽然具有结果准确、重现性好的优点，但容易受到三聚氰胺、尿素等一些非蛋白氮干扰，且操作过程复杂，产生的 SO2等气体对环境有污染。为了解决凯氏定氮法存
方波溶出伏安法测定头发中锌的含量
收稿日期:2006-07-18 作者简介:汪洋(1962-),男,江苏如皋人,商丘职业技术学院高级教师,主要从事应用化学教学与研究.文章编号:1671-8127(2007)05-0068-04 方波溶出伏安法测定头发中锌的含量 汪 洋,张向前 (商丘职业技术学院,河南商丘476000) 摘 要:在pH =6.00的乙二胺-盐酸缓冲溶液中,采用铋膜电极做工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂为 辅助电极,测定头发样品中的锌的含量.结果:方波溶出伏安法的灵敏度高,线性范围较宽,因此该方法是一种灵敏 度和正确度较高的测定微量锌含量的方法,且操作方便快捷,仪器装置简单,价格低廉,适合测量人发中锌的微量 含量. 关键词:头发样品;铋膜电极;锌 中图分类号:O65 文献标识码:A 人体的微量元素是维持人体生命活动的必要物质,在人体内具有重要的生理功能和营养作用.人发作为人体组织的一部分,其中元素含量能反映人体内微量元素运动变化的平均水平及累计情况.人发一经生长出来,其中的微量含量是基本稳定的,具有较好的分析重现性,对人发中微量元素进行测定分析,并对所 得大量数据进行分析研究,对于了解人体内微量元素与各种疾病之间的联系有积极的作用[1].虽然微量元 素在体内含量甚微,却具有高度的生物活性,对维护机体正常代谢及生命活动至关重要.头发和血液中的测定在反映体内这些元素营养状态中的作用各有侧重,血液中的锌含量测定对临床诊断短期内这些元素缺乏和近期疗效评价较为灵敏,而头发是人体的终末排泄器官,测定头发中的锌可以反映机体内这些微量元素和矿物质在过去数周及数月中的营养状况和代谢变化.因此,对长期或慢性因素引起的这些元素缺乏的临 床诊断尤为可靠[2]. 到目前为止,已经报道了许多测定头发中微量元素的方法,有石墨炉分光光谱法、分光光度法、原子吸收法,还有一些电位溶出法;当使用电位溶出法时,有时所用的试剂选择性较差,用于某些复杂样品分析时, 常借用一些适当的分离富集手段以消除干扰;分光光度法是国内外的标准方法,但它的操作烦琐[3],引入试 剂多,测定时易造成污染;原子吸收法仪器昂贵,分析成本高、不易于普及;电位化学方法的方波溶出伏安法并不多见,有分辨高、重现性好、灵敏度和正确度都较好,且简单快捷、易于掌握、仪器装置简单、价格廉价、 操作方便等优点[4]. 1 实验原理 方波溶出伏安法的测定分为电积和溶出两个基本过程,电积过程是用其要测的金属离子控制电位(电解的方法富集于工作电极上,使电极表面金属浓度相当大),然后电位扫描预测物质从电极上溶出,进入溶液,记录溶出过程的I -e 曲线进行分析的方法.富集与溶出全过程可表示为: Me +ne +B i ==Me (B i ) 在富集沉积阶段,溶液应进行搅拌,以提高工作电极表面的富集量;在平衡阶段,溶液应停止搅拌,使溶液充分静止,以使在溶出过程得到纯的扩散电流;在溶出阶段,富集在电极表面的欲测物质氧化为离子,重新进入溶液,进行电位扫描,并得到溶出峰,以此进行定量分析. 2 实验部分 2.1 主要试剂 1.000ug/L 锌标液:称取1.000g 高纯锌(99.99%,)以适量的盐酸溶解,用蒸馏水定量至1L,用时稀释2007年第5期第6卷(总第32期) 商丘职业技术学院学报JOURNAL OF SHANG Q I U VOC ATI O NAL AND TECHN I CAL C OLLEGE Vol .6,No .5Oct .,2007
实验50 线性扫描伏安法测定废水中的镉
实验50线性扫描伏安法测定废水中的镉 【实验目的】 （1）学习CHI750A电化学工作站的操作使用 （2）熟悉铋膜电极的制备，掌握线性扫描伏安法的基本原理 （3）掌握线性扫描伏安法测定废水中痕量镉的方法。 【实验原理】 线性扫描伏安法是在电极施加一个线性变化的电压，即电极电位是随外加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的方法。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析。工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。 Cd2+在多种底液中都有良好的极谱波。经典单极谱扫描伏安法工作电极为滴汞电极或悬汞电极，后改用金基汞膜电极作为工作电极。实验中采用1.0mol/L HCL做底液，在-0.3～-0.8V 进行线性电势扫描，Cd2+在汞膜上发生如下电极反应： Cd2++2e+Hg=Cd（Hg）E1/2=-0.67V（vs.SCE） 由于汞具有很强的毒性，存在很大的污染问题。铋膜电极是新近发展起来的具有和汞膜电极相似性能的固体电极，操作简便，灵敏度高，无毒，铋膜易除去，不会造成环境污染。 实验采用醋酸-醋酸钠缓冲液（pH=4.7）作底液，在-0.3～-0.9V进行线性电势扫描，Cd2+在铋膜上还原为Cd，和铋形成类似于汞齐的合金。而且电流峰高与浓度成正比，据此进行定量分析。由于线性扫描伏安法的电位扫描速度较快，不可逆的氧波影响不大，当被测物质浓度较大时可不必除氧。 实验使用CHI750A电化学工作站，它集成了多种常用的电化学测量技术，包括循环伏安法、线性扫描伏安法、阶梯扫描伏安法、差分脉冲伏安法、方波伏安法、交流伏安法、交流阻抗技术等。本实验采用线性扫描伏安法（linear sweep voltammetry,LSV）技术。仪器软件部分具有很强的数据处理功能，包括电流峰电位、峰高和峰面积（电量）的自动测量，半微分、半积分和导数处理等。通过半微分（semi-derivative）处理，可将伏安波动半峰形转化成峰形，改善了峰形和峰分辨率。这种多组分的同时测定中是十分有用的。 【仪器试剂】 1.仪器 CHI750A电化学工作站；三电极系统；铋膜电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，Pt为辅助电极。 2.试剂 5000mg L-1硝酸铋（A.R.）储备液；5000mg L-1溴化钾（A.R.）储备液； 醋酸-醋酸钠缓冲液（pH=4.7）：醋酸钠83g溶于水，加冰醋酸60mL，加水稀释至1000mL；镀铋液（500mg L-1）：量取5mL硝酸铋储备液和5mL溴化钾储备液于50mL容量瓶中，再用醋酸-醋酸钠缓冲液稀释至50mL； 0.5mg mL-1Cd2+标准溶液；样品溶液：含Cd2+的废水样（已含缓冲液） 【实验步骤】 1.铋膜修饰玻碳电极的制备
环境检测中电化学传感器的应用
环境检测中电化学传感器的应用 摘要：随着时代的发展以及国家综合实力的提升，大量高新技术被应用到了环 境检测工作中。近年来，很多科研团队以及相关部门都对环境检测技术以及仪器 设备的应用提高了重视，并对检测技术的应用原理和要点进行了多层次探讨。电 化学传感器的应用就是现阶段很多科研团队关注的重点内容，一些行业领域在发 展中还会将电化学传感器应用其中，如工业领域或农业领域等。 关键词：电化学传感器；环境检测；应用研究 1 电化学传感器在工作时的原理及特点分析 1.1原理分析 电化学传感器在不断创新和发展下已经具有较强的实用性，其工作原理是通 过和被测对象发生反应，进而形成气体，而气体的浓度数值与设定的信号能得到 相应的检测结果。一般形式的电化学传感器主要是由传感电极与反电极所组成， 同时由一个薄电解层装置予以隔开。在实际应用中通过电极间连接的电阻器，与 被测气浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。测量该电流即可确定气体浓度。其实质主要应用污染物质在电极表面发生电化学反应，然后通过先进的转换装置 对检测的信息进行转化，实现可识别的信息与数字，进而实现定性与定量的分析 检测目标的一种仪器装置。 1.2 特点分析 对电化学传感器的应用特点进行深入研究，能够进一步提高环境检测工作的 效率与质量，还能有效的提升化学传感器的应用价值，其主要特点体现在以下几 个方面： 第一，电化学传感器其实在很早之前就被应用到氧气检测中，受到时代发展 以及国家科学技术水平提高的影响，电化学传感器还能在毒气检测以及环境检测 中发挥出很大的效果，目前已经被广泛的应用到了很多领域的发展中，是现阶 段环境检测邻域发展中不可缺少的重要设备。 第二，电化学传感器之所以受到环境检测部门以及相关科研团队的关注，是 因为这种传感器具有较强的选择性和敏感性，能够在环境检测工作中发挥出很大 的作用。比如电化学传感器较其他设备相比，能够对环境中的检测成分进行选择，并有效的提高环境检测的准确效果。 第三，电化学传感器能保证在消耗较少电能的同时保证环境检测工作的开展，而且对电源的要求较低，是一种节能降耗的环境检测设备。另外，电化学传感器 的可移动性效果明显，既方便环境检测团队的操作，有减轻了工作人员的负担。 第四，虽然电化学传感器具有很多优点，但也存在不足之处，那么就是电化 学传感器在使用过程中主要处在较恶劣环境中，如果不能对其进行及时的维护与 保养，那么就会出现使用寿命缩短或者损坏情况。因此环境检测部门需要对这 方面内容提高关注。 2 电化学传感器在环境检测中的应用探析 2.1 在重金属离子检测中的应用 现阶段，重金属离子检测的方式通常有以下几种：电化学方法、光谱法以及 质谱法。其中，电化学方法的操作流程比较容易，且其花费的成本较低。所以， 在重金属离子检测中应用的比较广泛，对相关行业的影响也较大。在重金属离子
石墨烯修饰电极电化学性能
石墨烯修饰电极的电化学性能 石墨烯(Graphene>是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳M管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景,基于石墨烯的相关研究也成为目前电化学领域的热点研究领域之一。 本论文围绕石墨烯的不同修饰电极条件,结合电化学基础研究,开展了石墨烯及其相关的电化学性能研究。具体内容归纳如下: (1>将石墨烯与具有良好导电性能的聚苯胺(PANI>复合,研究了石墨烯/聚苯胺复合物修饰电极的电化学性能。利用石墨烯与聚苯胺之间电子给体与电子受体的相互作用,实现了聚苯胺在中性甚至强碱性溶液中的电化学活性,并利用红外光谱、拉曼光谱和紫外光谱进行了可能的机理探讨。石墨烯/聚苯胺复合物材料在中性溶液里的电化学活性,在生物传感领域具有可能的应用空间。同时,在不同pH溶液里的电化学活性也为石墨烯/聚苯胺复合物材料在pH传感中提供了可能的应用空间。 (2>将石墨烯与具有电绝缘性能的凡士林混合,研究了石墨烯/凡士林膜电极的电化学性能。循环伏安测试表明:采用10.0 mg/mL、5.0 mg/mL和1.0 mg/mL的石墨烯/凡士林修饰电极可以依次得到常规尺寸电极、亚微尺寸电极和微尺寸的纳M电极阵列,并且通过简单混合所制备的石墨烯/凡士林膜电极具有良好的电化学活性和稳定性。作为新型碳材料的膜电极,石墨烯/凡士林膜电极在基础电化学研究和应用中具有一定的潜在价值。 (3>将石墨烯组装在具有完全电绝缘性能的硫醇自组装膜电极上,研究了石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学性能。交流阻抗数据表明,随着组装时间的增加,石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学阻抗逐渐降低,表明石墨烯在硫醇自组装膜上是一个可控的组装过程。循环伏安测试还表明,石墨烯的组装时间是120 min和5 min时,可以分别得到常规尺寸和微尺寸纳M电极阵列的石墨烯/硫醇自组装膜电极,而且对抗坏血酸、多巴胺、尿酸具有较好的电催化活性。同时,为了探讨可能的实验机理,我们讨论了电子传递的可能原因以及影响自组装膜电极双电层结构的两个因素。结果表明随着硫醇中碳链长度的增加,电子传递速率逐渐降低,氧化还原峰电位的差值逐渐增大。不同碳材料的电子转移速率呈现为:石墨烯>多孔碳>石墨。这种采用简单而有效的方法制备的石墨烯/硫醇自组装膜电极,在电化学理论研究和实际应用中具有较好的前景。 超级电容器是一种绿色、新型的储能元件,因为其高效、无污染的优良特性,符合“低碳”经济的发展要求,受到了人们的高度重视。超级电容器的核心是电极材料。 新兴的石墨烯二维单层原子碳材料因具有大的比表面积、优异的导电性、高的机械强度,被认为是理想的超级电容器电极材料。化学方法制备的氧化石墨烯具有良好的成膜性,可用于制备“石墨烯纸”并进而应用于无支撑电极。 此外,氧化石墨烯上丰富的含氧官能团可用于锚定金属纳M粒子,形成石墨烯复合材料。本论文围绕石墨烯薄膜制备、修饰和电化学电容性质开展研究工作,发展了石墨烯/碳纳M管复合薄膜的溶液铸造制备方法,提出了水热还原制备石墨烯基复合薄膜的途径,并研究了所制备材料的电容性能,取得了以下的研究成果:1.利用氧化石墨烯良好的成膜性,通过溶液铸造方法,制备了氧化石墨烯薄膜和氧化石墨烯/碳纳M管复合薄膜。 然后通过200℃退火,得到了相应的石墨烯薄膜、石墨烯/碳纳M管薄膜。这种薄膜通过石墨烯层间相互作用结合,例如π-π堆积,以及范德华力等,因而能够在各种极性电解液中稳定存在。复合薄膜的比电容在70~110 F/g,并且因为其表面仍然存在着部分含氧官能团的作用,显示了一定的赝电容的特性,表明其作为超级电容器电极的潜质。2.通过抽虑法制备了氧化石墨烯/碳纳M管复合薄膜。在水热条件下,氧化石墨烯被水还原并实现自组装,重新构建成具有π-π堆积的网络状三维结