碳纳米管修饰碳纤维组合超微电极在示波滴定分析中的应用

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碳纳米管电极的制备及应用研究

碳纳米管电极的制备及应用研究

碳纳米管电极的制备及应用研究【摘要】:氧化还原蛋白质(酶)的直接电化学研究引起了越来越多研究者的兴趣,这些研究能帮助我们了解蛋白质的结构和蛋白质发生电子传递的机理。

由于多数蛋白质分子量较大,其电活性中心很难与电极直接交换电子。

为了促进蛋白质和电极的电子传递,研究运用了各种纳米材料修饰电极,如金属纳米颗粒、碳纳米管等。

碳纳米管自从被发现后,因为其独特的力学、电子特性以及化学特性成为世界范围内的研究热点之一。

因其具有独特的结构、优良的力学性质及杰出的电学性质,碳纳米管在显微镜探针、场发射显示器、超级电容器、分离领域及传感器等领域得到广泛应用。

由于碳纳米管的表面效应,即直径小、表面能高、原子配位不足,使其表面原子活性高,易与周围的其它物质发生电子传递作用,在电化学和电分析化学的研究中,如蛋白质的直接电化学和电化学生物传感器的构筑,具备了独特的优势。

本文利用碳纳米管优良的物理、化学、电催化性能以及它们良好的生物相容性,结合纳米粒子的小粒径和大的比表面积效应,制备了2种不同类型的多壁碳纳米管修饰电极,实现了血红蛋白的直接电化学,该类修饰电极对过氧化氢等具有良好的生物电催化性质,能用于生物传感界面的构建。

采用化学气相沉积法在石英基底上成功制备了直立碳纳米管阵列,并将其制成直立碳纳米管阵列电极,将血红蛋白、葡萄糖氧化酶采用多种方法固定到阵列电极界面上,制备的生物传感器具有较高的灵敏度、较低的检测下限以及快的响应速度。

具体内容如下:第一章绪论首先系统介绍了碳纳米管的发现及应用研究,包括碳纳米管的分类、性能、制备方法、功能化以及应用现状。

接着介绍了氧化还原蛋白质(酶)的直接电化学,包括研究意义、研究现状以及纳米材料在蛋白质(酶)生物传感器中的应用。

第二章血红蛋白在1-芘丁酸琥珀酰胺酯/碳纳米管和金胶纳米粒子修饰电极上的直接电化学本章采用多壁碳纳米管(MWNTs)、1-芘丁酸琥珀酰胺酯(PASE)和金纳米粒子(AuNPs)构筑生物兼容性薄膜,用于固定血红蛋白生物分子。

碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用

碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用

碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用随着科技的不断发展,生物传感器作为一种新型的检测手段,在医学、环境等领域得到了广泛的应用和发展。

电极材料是生物传感器的关键之一,其性能和稳定性对传感器的灵敏度和反应速度有着重要影响。

而碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用正在得到广泛的研究和关注。

一、碳纳米管修饰的电极材料介绍碳纳米管是一种由碳原子构成的管状结构,在微观世界中具有极小的尺寸和高度的比表面积,这使得碳纳米管具有很强的导电性和化学活性。

因此,利用碳纳米管修饰电极材料,可以大大增强电极的分子识别能力和灵敏度,并且可以改善传感器的稳定性。

二、碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用1. DNA电化学生物传感器DNA电化学传感器是一种新型的核酸检测技术,利用电导率变化或电流反应等来实现对DNA的检测。

而碳纳米管修饰的电极材料可以大大提高电极的导电性和稳定性,从而增强DNA的检测灵敏度。

2. 蛋白质电化学生物传感器蛋白质是生物体内重要的功能性分子,检测蛋白质含量是很多医学和生物学领域的共同需求。

而由于蛋白质本身的化学性质和在样本中出现的低浓度等原因,其检测一直都是一个难题。

碳纳米管修饰的电极材料具有高度的灵敏度和自组装能力,可以通过一定的方法将蛋白质分子固定在电极表面上,从而实现蛋白质的检测。

3. 生物传感器的生物医学应用碳纳米管修饰的电极材料在生物医学中的应用非常广泛,最常见的就是对生物分子的检测。

如利用碳纳米管修饰的电极材料来监测血液中的糖、酸、碱和氮素等成分,对生物医学诊断和监测具有重要作用。

三、碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中面临的挑战碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用还面临着一些挑战。

例如,生物样本复杂,较低浓度和水平的生物分子容易被忽略,从而影响传感器的灵敏度和准确性。

此外,沉积在电极表面的生物分子可能会影响电极表面的电化学反应,从而导致电化学信号的干扰和不稳定性。

四、总结综合来看,碳纳米管修饰的电极材料在生物传感器中的应用前景广阔。

碳纳米管在电分析化学中的应用研究

碳纳米管在电分析化学中的应用研究

碳纳米管在电分析化学中的应用研究【摘要】:纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域。

纳米材料从根本上改变了材料的结构,为克服材料科学研究领域中长期未能解决的问题开辟了新途径。

纳米技术的研究和发展将会在信息技术、先进制造技术、医学和健康、环境、能源以及国家安全等方面产生突破。

在众多的纳米材料中人们看好的是一种有中空管状结构的材料——碳纳米管。

诺贝尔化学奖获得者Smalley曾经说过:“碳纳米管将是一种价格便宜、环境友好并且为人类创造奇迹的新材料。

”自从1991年,纳米碳管(CarbonNanotubes,CNTs)被日本电气公司(NEC)的饭岛澄男博士发现以来,以其所具有的很高的韧性、极强的导电性、优良的场发射性能、良好的金属性和半导体性等奇特的物理和化学性能被科学家称为未来的“超级纤维”。

这一切吸引着全世界的科学家对其如痴如醉的研究。

目前,利用纳米碳管的场发射特性制造的平面显示器件已经接近实用。

利用纳米碳管的半导体特性研制新型电子器件的工作正全面展开。

利用纳米碳管的机械性能织造的高强度纤维,已经装备了美国伞兵部队。

利用碳纳米管来进行生物测定的应用正在取得快速进展。

利用纳米碳管的吸附特性,制备储能物质,最终解决能源危机和环境污染问题,是各国政府都在下大本钱在做的事情。

与其它分析方法相比,电化学传感器具有便携、成本低、灵敏度高、稳定性良好等优点。

碳纳米管是制备修饰电极和电化学传感器的优良材料,因为碳纳米管是一种纳米材料,利用纳米材料对电极表面进行修饰时,除了可将材料本身的物化特性引入电极界面外,同时也会由于纳米材料的小粒径、大比表面积效应,使得粒子表面带有较多的功能基团而对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应,表现为降低氧化过电势、增加峰电流、改善分析性能、提高方法选择性和灵敏度。

目前对碳纳米管的合成、进一步的修饰改性以及对碳纳米管修饰电极的预处理、制作工艺的改进均有很大的空间。

本文从分析的角度总结了碳纳米管的制备、纯化、修饰及其在电分析化学领域的研究情况。

碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的应用研究的开题报告

碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的应用研究的开题报告

碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的应用研究的开题报告题目:碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的应用研究一、研究背景电化学传感器是一种通过测量电化学反应和电位变化来检测目标分子或化学物质的传感器。

由于其高灵敏度、实时性和可重复性等特点,电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域得到广泛应用。

碳纳米管是一种具有优异电化学性质的材料,其表面积大、导电性能好、机械强度高等特点使其成为电化学传感器中理想的材料之一。

将碳纳米管修饰在电极表面可以提高电化学反应的灵敏度,并且可以实现对目标物质的高效识别和测定。

二、研究内容本文的主要研究内容包括:1. 制备碳纳米管修饰电极:采用化学气相沉积法制备碳纳米管,将其在电极表面进行修饰,制备出碳纳米管修饰电极。

2. 研究碳纳米管修饰电极的电化学性质:利用循环伏安法和电化学阻抗谱等电化学手段,研究碳纳米管修饰电极的电化学响应特性和传感性能。

3. 测试碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的应用:以重金属离子为例,测试碳纳米管修饰电极的响应灵敏度、选择性、抗干扰性等性能指标,在电化学传感器中的实际应用中验证其可行性和可靠性。

三、研究意义和创新性本研究在以下方面具有研究意义和创新性:1. 通过制备碳纳米管修饰电极,提高电化学传感器检测目标分子的灵敏度和选择性。

2. 利用循环伏安法和电化学阻抗谱等电化学手段,深度研究碳纳米管修饰电极的电化学性质和传感性能。

3. 针对当前环境监测、生物医学、食品安全等领域的需求,以重金属离子为例,验证碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的实际应用价值。

四、研究方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线:1. 制备碳纳米管修饰电极:采用化学气相沉积法制备碳纳米管,将其在电极表面进行修饰,制备出碳纳米管修饰电极。

2. 研究碳纳米管修饰电极的电化学性质:采用循环伏安法和电化学阻抗谱等电化学手段,研究碳纳米管修饰电极的表面形态、电化学响应特性等性质。

3. 测试碳纳米管修饰电极在电化学传感器中的应用:以重金属离子为例,测试碳纳米管修饰电极的响应灵敏度、选择性、抗干扰性等性能指标,在电化学传感器中的实际应用中验证其可行性和可靠性。

静电喷射碳纳米管增强碳纤维的研究的开题报告

静电喷射碳纳米管增强碳纤维的研究的开题报告

静电喷射碳纳米管增强碳纤维的研究的开题报告
一、研究背景:
碳纤维是在高温环境下由聚丙烯腈等聚合物经过纵向拉伸和碳化处
理而成的一种高强度、高模量、耐高温的复合材料。

由于其良好的力学
性能、优秀的化学稳定性和轻质化特性,在航空航天、汽车、能源等领
域得到了广泛应用。

然而,碳纤维的力学性能还有提升的空间,而纳米
材料的引入提供了一种有效的思路。

碳纳米管是一种较为理想的纳米增
强材料,其在机械强度、电导率、热导率等方面都表现出卓越的性能,
与碳纤维复合可以获得更高的力学性能。

二、研究内容:
本研究旨在通过静电喷射技术将碳纳米管导入到碳纤维表面,达到
增强碳纤维的目的。

具体研究内容包括以下几个方面:
1. 碳纤维表面处理:通过化学或物理方法对碳纤维表面进行预处理,提高静电喷射的效果和碳纳米管的黏附性质。

2. 碳纳米管静电喷射:采用静电喷射技术将碳纳米管均匀地覆盖在
碳纤维表面,控制静电喷射的条件,如电压、电流、喷嘴距离等参数,
保证碳纳米管在碳纤维表面分布均匀。

3. 碳纤维复合材料的制备:采用涂敷或树脂浸渍等方法将增强后的
碳纤维制备成复合材料,比较不同制备方法对力学性能的影响。

4. 碳纤维复合材料力学性能测试:分别对不同制备方法的碳纤维复
合材料进行拉伸和弯曲等力学性能测试,评估碳纳米管增强后的性能优势。

三、研究意义:
本研究通过将碳纳米管导入到碳纤维表面,提高了碳纤维复合材料
的力学性能,增加了其在各个领域的应用范围。

同时,探究碳纳米管静
电喷射及其与碳纤维的复合机制,可以拓展纳米增强复合材料的研究方向,积累相关技术经验。

碳纳米管修饰玻碳电极循环伏安法测定醋酸地塞米松

碳纳米管修饰玻碳电极循环伏安法测定醋酸地塞米松

化学分析计量CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE第27卷,第1期2018年1月V ol. 27,No. 1Jan. 201823doi:10.3969/j.issn.1008–6145.2018.01.006碳纳米管修饰玻碳电极循环伏安法测定醋酸地塞米松雷紫莹1,黄芹芹1,周清2,潘育方1(1.广东药科大学医药化工学院,广东中山 528458; 2.广东药科大学药学院,广州 510006)摘要 建立了碳纳米管修饰玻碳电极循环伏安法测定醋酸地塞米松的方法。

在pH 值为 2.2的邻苯二甲酸氢钾–盐酸(KHP–HCl)缓冲溶液中,以经过1 mg /mL 碳纳米管(CNTs)修饰的玻碳电极(GCE)为工作电极,采用循环伏安法扫描试样溶液,记录扫描图谱的峰电位和峰电流。

醋酸地塞米松在0.85 V 附近呈现较明显的氧化峰且浓度在8×10–6~7×10–4 mol /L 范围内与峰电流呈良好的线性关系,相关系数为0.999 0,检出限为3.3×10–7 mol /L 。

用该方法测定护肤品中醋酸地塞米松的含量,在干扰物质共存的情况下的回收率为87.5%~116.3%,测定结果的相对标准偏差为1.8%~3.9%(n =5)。

CNTs–GCE 对醋酸地塞米松有较好的电化学响应,灵敏度较高,可应用于化妆品、药品中醋酸地塞米松的测定。

关键词 醋酸地塞米松;玻碳电极;电化学;循环伏安法中图分类号:O657.1 文献标识码:A 文章编号:1008–6145(2018)01–0023–04Determination of dexamethasone acetate by carbon nanotubes modified glassycarbon electrode–cyclic voltammetryLEI Ziying 1,HUANG Qinqin 1,ZHOU Qing 2,PAN Yufang 1(1. Department of Chemistry and Chemical Engineering Guangdong Pharmaceutical University ,Zhongshan 528458,China ;2. Department of Pharmacy GuangDong Pharmaceutical University ,Guangzhou 510006,China)Abstract The method for determination of dexamethasone acetate by carbon nanotubes modified glassy carbon electrode–cyclic voltammetry was established. In potassium acid phthalate–hydrochloric acid buffer solution (pH 2.2), a glassy carbon electrode which was modified by 1 mg /mL carbon nanotubes was used as working electrode, the solution was scanned by using cyclic voltammetry and the peak potential and current were recorded. Dexamethasone acetate showed a oxidation peak at 0.85 V ,the peak current and concentration of dexamethasone acetate in the range of 8×10–6–7×10–4 mol /L showed a good linear relationship with correlation coefficient of 0.999 0 and the detection limit was 3.3×10–7 mol /L. This method was applied to determine dexamethasone acetate in face toner with the recoveries of 87.5%–116.3%,the relative standard deviation of determination results was 1.8%–3.9%(n =5) under the presence of interfering substances. The carbon nanotubes modified glassy carbon electrode show good response and high sensitivity for dexamethasone acetate, which could be applied to determination of dexamethasone acetate in cosmetics and pharmaceuticals.Keywords dexamethasone acetate; glassy carbon electrode; electrochemistry; cyclic voltammetry醋酸地塞米松为白色或类白色结晶或结晶性粉末,是一种肾上腺皮质激素药,具有抗炎、抗过敏,免疫抑制等作用,是临床应用较多的一类药物[1],在化妆品中属于禁用成分[2–3]。

碳纳米管修饰电极在生物及药物分析中的应用的开题报告

碳纳米管修饰电极在生物及药物分析中的应用的开题报告

碳纳米管修饰电极在生物及药物分析中的应用的开题报告
一、选题背景
随着生物及药物分析技术的飞速发展,对高灵敏、高选择性、高响应速度和稳定性的传感器需求日益增加。

由于碳纳米管具有高比表面积、良好的电导性、优异的化学稳定性和生物相容性等优点,因此被广泛应用于电化学传感器的制备中。

在碳纳米管修饰电极上,通过改变碳纳米管表面的化学性质,可以增强生物样品与电极之间的相互作用力,提高传感器的灵敏度和选择性,从而使得碳纳米管修饰电极成为当前最热门的研究热点之一。

二、选题内容
本文拟主要就碳纳米管修饰电极在生物及药物分析中的应用进行阐述,主要内容包括:
1. 碳纳米管修饰电极的制备方法:通过不同的制备方法,可以改变碳纳米管修饰电极的性质和性能。

2. 碳纳米管修饰电极的应用于生物及药物分析:碳纳米管修饰电极在蛋白质、核酸、细胞和药物等方面的应用,以及其在生物及药物分析中的优点与缺点。

3. 碳纳米管修饰电极在定量分析中的应用:碳纳米管修饰电极在定量分析中的精度和灵敏度,以及如何调节电极中的碳纳米管含量来控制电极的性能。

4. 碳纳米管修饰电极的未来发展:碳纳米管修饰电极面临的挑战和未来的发展方向。

三、选题意义
碳纳米管修饰电极作为一种新型传感器,具有很高的应用价值。

随着科技的不断进步,碳纳米管修饰电极在生物及药物分析领域中的应用前景将越来越广阔,对提高传感器的灵敏度和选择性将起到重要的作用。

本文的研究对于深入了解碳纳米管修饰电极在生物及药物分析中的应用及其未来发展具有一定的指导意义。

碳纳米管修饰电极在电化学中应用

碳纳米管修饰电极在电化学中应用

到 电极表 面 。不 同的极 性质 。 制备 碳纳 米管修 饰 电极的方 法很 多 ,现 在就 来 简 单介绍 几种 。
1 碳纳米 管的分类
C NT属 于 富勒烯 ( l rn ) 系 ,管状 无缝 中 f l ee 碳 ue
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 …。管各 单层两 端 由五边 形 或七边
由于 C NT具有 良好 的导 电性 、催 化 活性 和 较
大 的 比表 面积 ,尤其 对过 电位 的大大 降低及 对部分 氧 化还原 蛋 白质 的直接 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 。
围 3个碳 原子相 连形成 六角 形 网格 结构 ,但通 常 因 产 生 弯 曲 而 形 成 空 间拓 扑 结 构 ,从 而 使 某 些 碳 原
子呈 s』 p 杂化状态 J 。卷层数从一到数百不等。由
单层 石 墨片 卷积 而成 的称 为单 壁碳 纳 米管 (ig e sn l. w l dcro a ou e S al a n n tb , WNT , 备时 管径 可控 , e b n ) 制
透 射 电镜 ( TE 下 发现 的一种 针状 的管 形碳 单 HR M)
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 , 纳米碳 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 究正 在 向纵 深发展 ,在 一些方 面 已取得 重 大突破 。纳米 碳管 ( 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 。
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碳纳米管修饰碳纤维组合超微电极在示波滴定分析中的应用徐辉李小红张经纬张治军*刘快之(河南大学特种功能材料重点实验室,开封475001)摘要:研制出碳纳米管修饰碳纤维组合超微电极,考察了该电极的表面形貌、电化学特性和用作示波滴定分析的性能。

在含有Cu2+的不同底液中的示波图形中都呈现出敏锐的切口。

用于润滑油中纳米铜含量的分析测定,得到满意的结果。

关键词:超微电极,碳纳米管,示波滴定分析,铜纳米材料,润滑油中图分类号:O 657.1 文献标志码:A 文章编号:Ensembles of Carbon Fiber Ultra-microelectrode Modified With Carbon nanotubes and its Application in the Oscillographic TitrationXU Hui ,LI Xiao-hong, ZHANG Jing-wei , ZHANG Zhi-jun*, LIU Kuai-zhi(Lab for Special Functional Materials, Henan University, Kaifeng, 475001,China)Abstract :An ensembles of Carbon Fiber Ultra-microelectrode Modified With carbon nanotubes(EUME-CNTS) has been constructed based on a thin carbon nanotubes films which was coated surfaces of carbon fibers of Ultra-microelectrode. SEM micrographs illustrated the images of carbon nanotubes on the carbon fiber surface. The electrochemical characteristics of the EUME-CNTS has been investigated by cyclic voltammogram and the Oscillogram. The electrode was used in lubricants nano-copper titration and satisfactory results were obtained.Key words:Ultra-microelectrode ,carbon nanotubes , Oscillographic Titration analysis, copper nanomaterials,lubricating-oil在电化学或电分析化学中,一维尺寸为毫米级的电极称为常规微电极;一维尺寸为微米或纳米级的电极称为超微电极。

当电极的一维尺寸从毫米级降至微米和纳米级时,表现出许多不同于常规电极的优良的电化学特性。

如传质速率大,电流密度高,响应速度快等。

因此,超微电极电化学的应用已渗入到许多高科技领域 [1-4]。

示波电位滴定所使用的工作电极是常规微电极,用超微电极作为工作电极进行示波滴定的研究未见报道。

示波滴定法通常是依据滴定过程中示波图上切口的变化来指示滴定终点的,所以切口变化灵敏和准确与否对滴定分析非常重要。

切口变化是否灵敏与电极的极化和去极化、传质速率、响应速度等因素有关[5-7]。

显然,超微电极的电化学特性有利于切口的敏锐变化,如果将碳纳米管修饰在碳纤维超微电极上,会表现出十分稳定的电化学行为[8]。

本文将碳纳米管修饰在多根碳纤维上,制成组合超微电极(EUME-CNTS),研究了该电极的电化学性质和作为示波滴定分析的功能。

实验表明与常规电极相比,该电极切口明显、灵敏,滴定终点变化敏锐。

曾将该电极用于润滑油中纳米铜含量的测定。

由于铜离子有较深的颜色以及纳米材料所存在有机修饰剂,使指示剂指示终点受到干扰,采用示波滴定方法进行测定,克服了不能用指示剂指示终点的缺点。

通过样品测定,得到了满意的结果。

收稿日期:作者简介:徐辉(1981- ),女,山东新泰人,硕士,研究方向:电分析化学*通讯联系人,E-mail: lkuaiz@1 实验部分1.1 仪器与试剂CHI660电化学工作站(美国CHI仪器公司);JEM-2010型透射电子显微镜;JSM-5600LV 型扫描电镜(日本);LS-1A交流示波极谱滴定仪(山东电讯七厂); PHS-3C型酸度计(上海雷磁三厂)。

碳纳米管(清华大学机械系);碳纤维(直径 7 μm,英国 Goodfellow 公司);0.01 mol/L 铜标准溶液;0.01 mol/L EDTA标准溶液;NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),所用试剂均为二级以上,所用水为二次蒸馏水。

1.2 碳纳米管修饰碳纤维组合超微电极(EUME-CNTS)的制作将碳纤维依次用丙酮-水-浓硫酸-水-浓盐酸-水浸洗各5 min,再用超声波清洗,空气中自然凉干备用。

取3 mg纯化的碳纳米管加入10 mL十二烷基磺酸钠(SDS)胶束溶液中,超声分散,得到黑色悬浮液。

将处理过的碳纤维平放在清洁的玻璃板上,取10 μL碳纳米管悬浮液滴加到碳纤维的一端,使该端全浸在悬浮液中,晾干,在红外灯下烘一定的时间。

选择5根处理好的碳纤维,按一定间距排列粘附在一段透明胶带上,使修饰过的一端超出胶带边缘2 mm,纤维另一端与铜导线相连接,然后将该胶带粘有碳纤维的一面紧贴在玻璃棒的表面,用环氧树脂将端面封好,于烘箱内固化2小时备用。

如图1所示。

图1 碳纤维组合超微电极结构示意图: 1 导线;2 胶带;3 玻璃棒;4 树脂;5 碳纤维Fig. 1 The structural representation of ultra-microelectrode combined by carbon fiber:1 conducting wire; 2 adhesive tape; 3 Glass rod; 4 epoxide resin; 5 Carbon fiber1.3 试验方法准确吸取Cu2+标准溶液5.00 mL置于100 mL烧杯中,加适量NH3-NH4Cl缓冲溶液10 mL,用水稀释至50 mL,摇匀。

加热到50-60℃,插入EUME-CNTS电极和参比电极,在电磁搅拌下用0.01 mol/LEDTA标准溶液滴定到示波图上的切口消失。

2 结果与讨论2.1 修饰电极的物理表征图2a是碳纳米管的形貌图,可以清楚地看到碳纳米管是经纯化过的,是均匀的,直径为10-20纳米,长度为若干微米。

图2b表明碳纤维的表面是平滑的。

图2c表示由碳纳米管修饰的碳纤维表面,其亮点为碳纳米管。

2.2 EUME-CNTS的电化学表征图3是EUME-CNTS在2×10-4mol/LK3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6及0.2mol/LKCl溶液中得到的循环伏安曲线,在0.43V和0.29V分别出现一个氧化峰和还原峰,峰电流随着电压扫速增加而显著增高。

氧化峰的峰电位正移,还原峰的峰电位负移,这是由于IR 降影响所致,这个结果与文献中关于超微柱电极的电化学特征相符[1]。

图2碳纳米管的电镜照片(a );碳纤维的扫描电镜照片(b );碳纳米管修饰碳纤维的扫描电镜照片(c ) Fig. 2 TEM images of the CNTS (a); SEM images of carbon fiber (b); and surface of carbon fiber modified by CNTS (c)图3 K 3Fe(CN)6/K 4Fe(CN)6在EUME-CNTS 上不同扫速下的循环伏安曲线Fig. 3 Cyclic voltammogram of K 3Fe (CN)6/K 4Fe(CN)6 on EUME-CNTS in 0.2mol /L KCl. Scan rate: (a) 100mv/s (b) 5mv/s (c) 1mv/s2.3 EUME-CNTS 在不同底液中的示波曲线当用 EUME-CNTS 测定Cu 2+时,在不同的底液中都有敏锐的切口(图4),可用于指示滴定终点。

底液的化学组成对波形有一定的影响。

SCN -1存在时,示波图上呈现上下两个切口,具有一定的可逆性,Br -1的存在使切口可逆性稍有变化,在酸性介质中变化较大。

a b c da bc图4 EUME-CNTS在不同底液中的示波曲线Fig. 4 EUME-CNTS in different solution at the end of the Oscillographic curvea.0.2 mol/L NH3 -NH4Cl缓冲溶液(pH=10)中b.0.2 mol/L NH3-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),0.4 mol/L KBr中c.0.2 mol/L H2SO4-0.02 mol/L KBr中d.0.01 mol/L EDTA滴定0.01 mol/L Cu2+时的终点2.4 EDTA标准溶液滴定Cu2+时的切口变化当用0.01 mol/LEDTA滴定0.01 mol/L Cu2+溶液时,终点前示波曲线如(a)所示,具有明显敏锐的切口,阳极支与阴极支切口近于可逆。

当滴定终点时切口敏锐消失,如曲线(d)所示。

2.5 酸度影响取5.00 mLCu2+标准溶液,置于0.2 mol/L NH3 -NH4Cl缓冲溶液中,改变不同的酸度,以EUME-CNTS为工作电极,考查pH为2,4,6,8,10时对示波图形的影响。

结果表明,当pH=10时,切口明显、灵敏、稳定。

所以工作电极选择pH=10时为滴定的酸度。

2.6 共存元素的影响由添加铜纳米材料制成的润滑油中,主要的共存元素的量都较少,可能存在的干扰元素有Zn2+、Pb2+、Sn2+、Fe3+、Al3+等分析这些离子共存时的干扰。

结果表明,在5ml容积中,测定3.2mg铜离子。

下列离子(以mg计):Zn2+(2.3)、Pb2+(31.3)、Sn2+(11.3)、Fe3+(4.2)、Al3+(36.4)不干扰铜离子的测定。

超过允许量的Fe3+、Al3+等用NaF掩蔽,大量Zn2+、Pb2+等采用混合铵盐使Zn2+、Pb2+等共沉淀而被分离。

2.7 滴定温度的影响用标准溶液滴定铜离子时,如果温度较低则终点出现较迟钝,当温度适当提高时,切口出现变敏锐,试验表明,溶液温度50-60℃为宜。

2.8 标准回收试验移取一定量的铜标准溶液,按试验方法对铜进行滴定,其回收率为98.00%-100.40%,在相同条件下,用常规电极实验,回收率为98.00%-100.40%,这是由于常规电极变化不够敏锐所致,表1从表中数据可知,本方法是准确可靠的。

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