纳米材料修饰电极

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碳纳米材料在修饰电极领域的应用

碳纳米材料在修饰电极领域的应用谷飞;鲍昌昊;黄蓉萍;马静芳;李元;李梅;程寒【摘要】Carbon nanomaterials have received great interest because of their unique mechanical, electrical, and chemical properties.Especially, some kinds of novel carbon materials including carbon nanotubes and graphene due to great specific surface area, high conductivity, and good biocompatibility become research focus.Carbon nanomaterials have showed their unique advantages for modified electrodes in electrochemical field.Carbon nanomaterial modified electrode has high sensitivity, selectivity and good medium ellect.This paper mainly review the research and application of carbon nanomaterials including carbon nanotubes, graphene, fullerene, and nanodiamond to modified electrodes.%碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能等特点,被人们广泛研究,特别是具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管和石墨烯更是研究的热点,在电化学领域显示出独特的优势.采用碳纳米材料修饰的电极具有高灵敏度、高选择性及优良的媒介作用.主要阐述了碳纳米材料在修饰电极领域中的应用,从功能及应用上重点探讨了近年来碳纳米管、石墨烯、富勒烯、纳米金刚石等碳纳米材料在修饰电极领域的研究进展.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2017(028)002【总页数】6页(P263-268)【关键词】碳纳米材料;修饰电极;石墨烯;碳纳米管;富勒烯【作者】谷飞;鲍昌昊;黄蓉萍;马静芳;李元;李梅;程寒【作者单位】中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】O657.1纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料. 碳纳米材料主要包括碳纳米管(CNT)、石墨烯(CP)、富勒烯以及金刚石，有序介孔碳等.1991年日本饭岛博士[1]在用高分辨透射电镜观察C60的结构时发现了碳纳米管，碳纳米管又称巴基管，按照石墨烯片层数可把其简单分为：单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs). 2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫[2]用实验方法从石墨中分离出了石墨烯(Graphere, CP)，由此证明了石墨烯能单独存在. 近年来石墨烯掺杂技术的研究取得了很大的进展，出现了碳掺杂石墨烯，硼掺杂石墨烯等新材料. 富勒烯是一个大家族，包括C50，C60，C70等. 纳米金刚石硬度高，化学性质稳定，其研制和应用一直是研究的热点. 有序介孔碳是二十世纪九十年代出现的一种纳米碳材料，在制作储氢材料和电极方面具有很好的应用前景.由于碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能而被人们广泛研究，特别是具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管和石墨烯更是研究的热点.这些新型碳材料具有优异的物理和化学特性，被广泛应用于诸多领域，特别是在电化学研究中显示出其独特的优势.1.1 电催化作用碳纳米管修饰电极经常被应用于电催化方面，如应用在肾上腺素(EP)，抗坏血酸(AA)，多巴胺(DA)等物质的测定上. 唐婧等[3]利用碳纳米管修饰玻碳电极，对特丁基对苯二酚进行了检测，采用循环伏安法和差分脉冲法考察了对特丁基对苯二酚在裸电极以及修饰电极上的电化学行为，对比实验的结果表明碳纳米管修饰的玻碳电极对特丁基对苯二酚的氧化具有较好的电催化活性，电极性能稳定. 碳纳米管复合材料的修饰电极在电催化方面也有很多应用. 张娜等[4]制备了中性红功能化的多壁碳纳米管复合材料修饰电极，并研究了其电化学行为，实验结果表明该电极对过氧化氢具有良好的电催化效果.石墨烯修饰电极也同样具有良好的电催化作用. 马玲等[5]用石墨烯修饰电极测定VB12. 实验结果表明石墨烯修饰的电极能显著提高VB12检测灵敏度；张勇等[6]采用循环伏安法测定盐酸表阿霉素，发现在石墨烯修饰的玻碳电极上，盐酸表阿霉素在-0.382 V处有非常明显的氧化峰，比裸玻碳电极峰电流提高了两倍多；另有研究表明石墨烯修饰电极对致癌物质肼具有优良的电催化氢化能力[7]；石墨烯修饰的玻碳电极在对苯二酚存在下选择性测定米吐尔，米吐尔在修饰后的玻碳电极上的氧化还原峰电位差减小，峰电流明显增加[8].氧化石墨烯的电催化活性显著，可以媲美甚至是超越镧镍的电催化性能. 氧化石墨烯修饰电极具有良好的电催化性能，顾玲等[9]采用氧化石墨烯修饰电极对锌含量进行测定与分析，氧化石墨烯修饰电极表现出较好的催化作用和导电性；氧化石墨烯修饰电极在对邻硝基苯酚[10]和氧氟沙星[11]的检测中也表现出了良好的电催化活性.康辉等[12]采用自制的氮掺杂石墨烯修饰电极对抗坏血酸进行检测，氮掺杂石墨烯修饰电极的电子转移阻抗明显小于相同条件的石墨烯修饰电极，电子转移速率显著提高，电催化效果明显；氮掺杂石墨烯修饰电极也能促进对嘌呤类物质的在电极表面的电子转移速率，具有显著的电催化活性，能极大增加检测灵敏度，如郑波[13]用氮掺杂石墨烯修饰电极对鸟嘌呤进行分析，鸟嘌呤在修饰后的电极表面的吸附能力增加，修饰电极对鸟嘌呤的检测表现出良好的电催化能力. 在pH=7.0的磷酸盐溶液中，鸟嘌呤氧化峰电流在5.0×10-6～1.0×10-4 mol/L浓度范围内呈现良好的线性关系，检出限达1.0×10-6 mol/L. 纳米金刚石在电催化性能方面也有报道，崔凯等[14]利用纳米金对掺硼纳米金刚石电极进行修饰，该电极具有优异的电化学性能，对生物小分子如巴胺等具有很好的催化作用.碳纳米纤维复合材料[15-16]修饰电极也应用于物质的测定中，ARDELEAN等[17]制备了碳纳米纤维-环氧树脂复合材料修饰电极，用该电极检测海水样品中的硫化物的含量，结果显示其对硫化物具有很好的氧化催化效应，灵敏度极高.合成系列富勒烯衍生物及测定其电化学性能是研究其电催化性能的前提，罗红霞等[18]制备了(C70)2-对叔丁基杯芳烃超分子配合物，并将该配合物用于玻碳电极的修饰，考查了几种溴代乙酸和氯代乙酸在该电极上的电化学行为，实验结果表明其对卤代酸的还原具有催化作用. 富勒烯与其他材料的络合也能产生电催化效应，李南强[19]合成了一系列的C60及C70与环糊精和杯芳烃的超分子络合物，研究结果表明其涂层修饰电极对生物大分子以及亚硝酸根、卤代酸等具有电催化作用.关于有序介孔碳在电催化方面的研究报道较少，韩清等[20]制备了有序介孔碳电极，该电极对双酚A具有很强的电催化作用.1.2 富集、分离与测定在检测生物小分子时，往往会出现两种或两种以上的物质混合的情况，这时就需要进行分离测定，待测物可通过与电极表面接着的化学基团发生反应而被富集、分离[21]. 这也是碳纳米材料修饰电极的重要研究领域之一.碳纳米管修饰电极在生物分子的分离与测定领域应用广泛，王歌云等[22]研究了神经递质多巴胺和肾上腺素在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学性质，实验结果显示该修饰电极对多巴胺和肾上腺素具有显著的增敏和电分离作用，且电极性能稳定. 碳纳米管复合材料修饰电极也用于对多种物质的分离，刘拥军[23]制作的单壁碳纳米管/金—四氧化三铁复合材料修饰电极对硫磷具有很好的富集和电催化作用. 潘艳等[24]制备了聚苯乙烯磺酸钠/单壁碳纳米管复合膜修饰电极，利用差分脉冲法实现了对体系中的多巴胺、尿酸、抗坏血酸的同时测定，实验结果表明三种电活性物质的氧化峰信号区分明显.石墨烯优良的理化性质也体现在对生物样品的分离检测方面，王朝霞等[25]利用石墨烯修饰的玻碳电极对抗坏血酸进行测定，发现其不但具有比裸玻碳电极更高的氧化峰电流，而且还能够有效排除肾上腺素、多巴胺、尿酸等物质对实验的干扰. 王峻敏等[26]通过电化学沉积的方法制备了石墨烯/Nafion/纳米镍复合材料修饰电极，成功实现了邻、间、对硝基苯酚的分离和测定. 鲁莉华等[27]研究了氢氧化镍/多壁碳纳米管复合材料的溶剂热法制备及电容性能,该电极有良好的重现性. 李春兰等[28]制备了石墨烯/DNA/纳米金复合材料修饰电极，实验研究了布洛芬在该电极上的电化学行为，并在实际样品中对布洛芬进行了检测，该电极具有很好的选择性及重现性.FIGUEIREDO-FILHO等[29]利用掺硼纳米金刚石作为修饰材料制作修饰电极，提出了一种测定农药利谷隆除草剂的高效方法. 陈凯玉]等[30]采用掺硼金刚石(BDD)薄膜电极灵敏地检测出浓度为10 μmol/L的尿酸(UA)，能抵抗 20倍浓度葡萄糖和抗坏血酸干扰的影响.C60是富勒烯家族的代表，刘艳丽等[31]制备了C60修饰电极，并研究了其电化学行为，建立了用微分脉冲伏安法测定盐酸克伦特罗的方法.有序介孔碳(OMC)修饰电极可用于检测多巴胺，抗坏血酸和尿素等，还可用于污染物的检测. 林凡允[32]采用OMC-Nafion复合膜修饰电极实现了对多巴胺的高灵敏度，高选择性测定. GUO等[33]采用电化学聚合法将硫堇聚合到有序介孔碳修饰的电极上，该电极表现出对NADH良好的电化学响应.1.3 媒介作用碳纳米材料修饰电极的媒介作用主要体现在电化学传感器的应用上，包括酶化学反应、异相电子转移的反应等. 许多化学分子在电极上的电子转移过程十分缓慢，而解决此类问题的方法之一便是利用化学修饰电极的媒介作用.作为媒介作用的碳纳米管修饰电极能够应用于酶化学反应，生命分析等领域[34]. 蔡称心等[35]制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC)，利用吸附的方法将葡萄糖氧化酶 (GOx) 固定到CNT/GC电极表面，形成GOx-CNT/GC电极. 实验结果表明，GOx在CNT/GC电极表面没有发生变性，能进行有效且稳定的电子转移反应. 石墨烯修饰电极能够加快蛋白质电子转移的速度. 用石墨烯修饰玻碳电极对H2O2和O2这两种葡萄糖传感器检测信号分子的电化学行为进行了研究，发现石墨烯修饰电极对水和氧气具有良好的电催化活性，可实现电子的转移[36].氧化石墨烯表面含有大量的羟基、羧基和环氧等含氧官能团，这些官能团使其具有良好的亲水性、分散性和与聚合物的兼容性，而且因为有羧基的存在，可以把酶固定于氧化石墨烯表面，实现酶电极的生物检测[37].石墨烯复合材料修饰电极在酶传感器上的应用也有很多. 该类复合材料的电催化作用强，导电高分子对酶的共价固定使得该电极具有优于许多同类传感器的灵敏度，重现性和选择性. 夏前芳等[38]制备石墨稀/金复合材料修饰电极，并将葡萄糖氧化酶共价键合于电极表面制备生物传感器. 郑龙珍等[39]将石墨烯-聚多巴胺纳米材料与过氧化酶组装到电极表面制备了H2O2传感器；李俊华等[40]利用石墨烯/碳纳米管复合材料制修饰电极而制备的L-色氨酸电化学传感器和基于氧化石墨烯/纳米银复合薄膜制备的TNP电化学传感器.纳米金刚石也与其他材料复合用于酶化学反应，祝敬妥等[41]将无掺杂的纳米金刚石与壳聚糖制成复合膜用以修饰玻碳电极，该复合膜具有良好的生物相容性，过氧化物酶能够在此电极上保持很好的活性.碳纳米材料不仅应用于上述酶电极，还可应用于其他类型传感器，李拂晓等[42]研制了基于碳纳米管复合材料修饰电极的DNA传感器. VEERAKUMAR等[43]采用高表面积的碳多孔材料制作玻碳电极，该电极对多巴胺的检测具有优异的灵敏度和选择性，有望制备高实用性和经济效益的DA传感器.C60的衍生物修饰电极上的应用也见报道，史娟兰等[44]采用C60-CHO修饰的玻碳电极构建新型DNA传感器，该电化学传感器拥有良好的选择性，能有效区分不同的 DNA 序列，并具有良好的重现性.碳纳米材料具有非常高的比表面积、导电性能和良好的机械性能，是优良的电化学材料. 目前对碳纳米管在修饰电极领域的应用进行了大量的理论和实践研究，并取得了突破性的进展，充分显示了碳纳米材料作为新型电极材料的应用前景. 随着碳纳米科技的不断发展，对新型碳纳米材料在电化学研究领域的应用也必将取得更大的突破.【相关文献】[1] IIJIMA S. Helical microtubules of graphitic carbon [J]. Nature, 1991, 354: 56-58.[2] 陈洁, 孙健, 胡勇有. 石墨烯修饰电极微生物燃料电池及其抗菌性研究进展[J]. 环境科学学报, 2016, 36(2): 387-397.CHEN J, SUN J, HU Y Y. Recent advances in microbial fuel cells with graphene-modified electrodes and the antibacterial activity of grapheme [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2016, 36(2): 387-397.[3] 唐婧, 朱金坤, 郑胜彪, 等. 碳纳米管修饰电极检测特丁基对苯二酚[J]. 分析实验室, 2015, 34(8): 934-938.TANG Q, ZHU J K, ZHENG S B, et al. Highly sensitive determination of tertiary butyl hydroquinone at glassy carbon electrodes modified with multi-walled carbon nanotubefilms [J]. 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碳纳米管-TiO2修饰电极伏安法测定维生素K3

ｍｌｗｌａｂｎｎｎｔｂｄｌｎ．ｉ２ａｄｔｌｃｃｅｅｈｖｏｉｍｎｋ（）Ｗｖｓｇｔｔｈｓｏｉｅｕｔａｒｏ．ａｏｕｅａａｏＴ０，ｅｅｅｔｈｍｉｂａｉｒｆｔｉ３Ｖ－ｌｃｎｌｎｈｏｒｌａｅｏＶａｓｎｉｅｉａｉｅｔａｄａｔｉｍｄｆｄ
第２２卷第１Ｏ期
２１００年ｌ０月
化学研究与应用
ＣｅｃｌＲｓａｃｎｐｉａｉｎｈｍｉａｅｅｒｈａｄＡｐｌｔｃｏ
Ｖｏ，２，．０ｌ２Ｎｏ１Ｏｃ．，ｔ２０１０
文章编号：０４１５（００１ —２１０１０ —６６２１）０１３－５
ｘ１～．０８０×１ＬＬ范围内呈良好的线性关系，出限为５０×１ｍｌＬ０ｍｏ／检．０ｏ。考查了修饰电极的重现性，／５次平行测量的ＲＤ为１７％。该方法用于片剂药品中维生素Ｋ含量的测定，Ｓ．８回收率在９．％～１２７５０％之间。关键词：碳纳米管－ｉ：ＴＯ复合修饰电极；维生素Ｋ；伏安法，
更好的催化作用。通过条件实验的优化，结果表明维生素Ｋ在ｐ９４，Ｈ＝．２的氨水一ＨＣ底液中，Ｎ。１富集时间为ｌｓ富集电位于４．０扫描速度为０１／时有稳定的灵敏的氧化还原峰。峰电流与维生素Ｋ浓度在３０Ｏ，３６Ｖ，．Ｖｓ，．
ｅｅｔｄ．ＣｍｐｒｄｗｉｌｃｒｅｏａｅｔＭｏｈｅｅｔｄ，ｔｅｒｄｘｐａｓｃｒｅｔｉｃｅｓｄｏｖｏｓｙａｌｃｒｅｈｅｏｅｋｕｒｎｎｒａｅｂｉｕｌｔＭＷＮＴ．ｉｏｓＴＯ，ｍｏｉｅｌｃｒｄ，ｄｆｄｅｅｔｅｉｏ

纳米材料修饰电极及其在电分析化学中的应用

的原子团包含大约９０个原子，几乎是英０文里一个句点的百万分之一，这个比例相
当于一条３０米长的船跟整个地球的比０多例。
附近电子能级由准连续变为离散能级；
并且纳米半导体微粒存在不连续的最高被
占据的分子轨道能级和最低未被占据的分子轨道能级，使得能隙变宽的现象，被称为量子尺寸效应。在纳米粒子中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来
选择性。纳米材料的特殊性能使得纳米材料修饰电极也具有以下特性：
（）表面效应纳米粒子的表面原１子数与总原子数的比例随粒径的变小而急
间的纳米粒子所组成的新一代材料。它包括体积分数近似相等的两个部分：一是直径为几个或几十个纳米的粒子，二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的
通的金属、陶瓷和其他固体材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的
结构粒子或结构单元。一个直径为３ｎｌｉ］
就是针对金属纳米粒子费米面附近电子能
级状态分布而提出的有名的久保理论。（）量子尺寸效应当纳米粒子的３尺寸下降到某一值时，金属粒子费米面
米管修饰电极
由于其组成单元的尺度小，界面占

化学实验知识：基于电极表面修饰技术的电化学传感器实验应用研究

化学实验知识：“基于电极表面修饰技术的电化学传感器实验应用研究”电化学传感器是利用电化学反应的原理进行测量和分析的一种传感器，广泛应用于环境、医药、生物化学等领域。

对电极表面进行修饰可以提高电极的灵敏度和选择性，进一步提高传感器的性能。

本文旨在介绍基于电极表面修饰技术的电化学传感器实验应用研究，包括该技术的原理、应用及未来发展方向。

一、电极表面修饰技术的原理及方法电极表面修饰技术是用一种化学方法在电极表面形成一层特定的膜或修饰层，从而改变电极表面的化学、物理性质，并进一步影响电极表面对特定物质的检测或反应。

其中常用的修饰物质包括金属纳米材料、薄膜和分子印迹等。

常用的修饰方法包括溶液浸渍法、原位电合成法、自组装法和化学修饰法等。

以金属纳米材料修饰电极为例，其原理为将金属离子还原为金属纳米颗粒在电极表面形成一层均匀的修饰层，该修饰层可增加电极表面的活性位点、扩大电极表面积、加速电荷传递，从而提高电极的灵敏度和选择性。

该方法的优点是操作简单、成本低，但也存在一些局限性，如金属纳米材料多为非球形，容易在修饰过程中发生聚集，影响修饰层的均匀性和质量。

二、电极表面修饰技术的应用1.环境监测领域电化学传感器常用于环境中有害物质的检测，如气体、水质和土壤中的污染物。

比如，基于二氧化碳气敏性的气体传感器可以通过修饰电极表面增加其灵敏度和选择性，从而在高浓度CO2条件下获得更准确的测量结果。

基于电极表面修饰技术的水质传感器也能够对水中污染物的含量进行快速、准确的检测。

2.医药领域电化学传感器在医药领域的应用非常广泛，可用于药物分析、生物分子检测等方面。

如基于电极表面修饰的电化学免疫传感器，能够快速、灵敏地检测生物标记物，如蛋白质、抗原等，具有非常广阔的应用前景。

此外，电极表面修饰技术在药物分析和质量控制方面也有很大的应用空间，比如能够对某些药物成分进行测定。

3.生物化学领域生物化学领域中，电化学传感器可用于生物分子的检测、分离和纯化等应用中，如基于分子印迹技术的电化学传感器，能够通过对电极表面进行修饰，使其适应于特定生物分子的检测。

纳米材料在锂离子电池中的应用

纳米材料在锂离子电池中的应用一、本文概述随着科技的不断进步，锂离子电池已成为现代社会不可或缺的能量储存和转换设备，广泛应用于移动电子设备、电动汽车以及可再生能源系统等领域。

然而，随着对电池性能要求的日益提高，传统的电池材料已难以满足日益增长的需求。

因此，纳米材料因其独特的物理和化学性质，如高比表面积、优异的电导性和离子传输性能，正逐渐在锂离子电池领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在全面探讨纳米材料在锂离子电池中的应用。

我们将首先概述纳米材料的基本特性及其对锂离子电池性能的影响，然后详细介绍不同类型的纳米材料（如纳米碳材料、纳米氧化物、纳米合金等）在锂离子电池正负极、电解质以及隔膜等方面的具体应用。

我们还将讨论纳米材料在提高锂离子电池能量密度、功率密度、循环稳定性和安全性等方面的作用，并展望其未来的发展趋势和挑战。

通过本文的阐述，我们希望能够为相关领域的研究者和从业人员提供有价值的参考和指导。

二、纳米材料在锂离子电池正极中的应用纳米材料在锂离子电池正极中的应用，极大地提升了电池的能量密度、功率密度和循环寿命。

纳米材料具有高的比表面积、优异的电子和离子传输性能，以及独特的物理化学性质，使其在锂离子电池正极材料中展现出巨大的潜力。

纳米材料的高比表面积能够增加其与电解液的接触面积，从而提高锂离子的嵌入/脱出速率。

纳米结构可以有效地缩短锂离子的扩散路径，进一步提高电池的充放电速率。

这对于需要快速充放电的应用场景，如电动汽车和移动设备，尤为重要。

纳米材料在改善正极材料的结构稳定性方面也发挥了重要作用。

在充放电过程中，正极材料会经历体积的膨胀和收缩，这可能导致材料结构的破坏和容量的衰减。

纳米化可以有效地缓解这一问题，因为纳米材料具有更高的结构灵活性和更好的应力承受能力。

纳米材料还可以通过与其他材料的复合，进一步提升正极的性能。

例如，将纳米材料与碳材料复合，可以提高正极的导电性，从而改善电池的倍率性能。

同时，纳米材料还可以与金属氧化物或硫化物等复合，形成具有特殊结构和功能的复合材料，进一步提高正极的能量密度和循环稳定性。

碳纳米管修饰电极

碳纳米管修饰电极
碳纳米管修饰电极是一种新型的电极材料，它具有优异的电化学性能，可以提高电极的电化学性能，并且具有良好的耐腐蚀性和稳定性。

碳纳米管修饰电极的制备方法有多种，其中最常用的是化学气相沉积法（CVD）。

在CVD过程中，碳纳米管会被沉积在电极表面，形成一层碳纳米管修饰层，从而改善电极的电化学性能。

碳纳米管修饰电极具有优异的电化学性能，可以提高电极的电化学反应速率，提高电极的电流密度，减少电极的极化，提高电极的稳定性，并且具有良好的耐腐蚀性。

此外，碳纳米管修饰电极还具有良好的电磁屏蔽性能，可以有效抑制电磁波的传播，从而提高电极的稳定性。

碳纳米管修饰电极的应用非常广泛，可以用于电化学传感器、电池、电容器、电极反应器等。

它可以提高电极的电化学性能，提高电极的稳定性，抑制电磁波的传播，提高电极的耐腐蚀性，从而更好地满足电极的应用需求。

综上所述，碳纳米管修饰电极具有优异的电化学性能，可以提高电极的电化学反应速率，提高电极的电流密度，减少电极的极化，提高电极的稳定性，并且具有良好的耐腐蚀性和电磁屏蔽性能，因此，碳纳米管修饰电极在电极领域具有重要的应用价值。

离子液体BMIMPF_6纳米材料修饰电极的制备与研究

离子液体BMIMPF_6/纳米材料修饰电极的制备与研究由于离子液体与纳米材料具有独特的物理化学性质。

号称化学界绿色溶剂的离子液体电化学窗口宽、能促进电子传递、提高离子导电性和具有良好的生物相容性等优点，而纳米粒子具有比面积高、表面自由能高、吸附能力强的特性。

所以离子液体和纳米材料这些特殊材料是近年来电化学和电分析化学研究领域的热点之一。

本文主要运用离子液体和纳米材料作为修饰物，构建了修饰电极，进行电化学及电分析化学研究。

文章主要研究工作包括：1.以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BMIMPF6）、壳聚糖（CS）、纳米银（Nano-Ag）为修饰剂，制备了Nano-Ag/CS/BMIMPF6/Au/CME，将血红蛋白（Hb）固载在修饰电极表面，离子液体优良的导电性和Nano-Ag高的表面活性和强的吸附性，为Hb的吸附和在修饰电极表面的直接电子转移构建了一个良好的微环境，同时也提高了Hb的电催化活性，并以此制备了具有良好催化活性的过氧化氢（H2O2）生物传感器。

本文研究了修饰电极的特性，优化了修饰电极的实验条件，详细的讨论了Hb在电极上的电子转移机理以及H2O2的电化学行为，并对实际样品中的过氧化氢进行了检测，其结果令人满意。

2.用滴涂法将葡萄糖氧化酶（GOD）修饰到1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BMIMPF6）、壳聚糖（CS）、纳米金（Nano-Au）复合材料修饰在金电极表面，制备了GOD/Nano-Au/CS/BMIMPF6/Au生物传感器，用循环伏安法和扫描电子显微镜表征。

对电极的制备条件、电化学性质进行了较为详细的研究。

结果表明此复合材料不仅为GOD提供了良好的微环境,而且通过纳米尺寸效应和离子液体的高导电性,促进电子转移，使GOD具有更高的活性。

该修饰电极可作为葡萄糖生物传感器，其研究对生命科学和临床医学具有十分重要的意义。

在最优条件下，葡萄糖浓度在1.0×10-4～1.0×10-6mol·L-1范围内的有良好的线性关系，其线性方程为：y=0.0871x+37.889（r=0.9995），检出限为3.85×10-8mol·L-1。

金纳米修饰电极电化学检测

金纳米修饰电极电化学检测金纳米修饰电极是一种常用的电化学检测方法，它能够提高电极的灵敏度和稳定性，广泛应用于生物传感器、环境监测和医学诊断等领域。

本文将从人类视角出发，描述金纳米修饰电极的原理、制备方法以及应用前景。

一、原理金纳米修饰电极利用纳米金颗粒的独特性质，增加了电极表面的活性区域，提高了电化学反应的速率和效率。

金纳米颗粒具有较大的比表面积和良好的导电性，可以提供更多的反应位点和电子传递通道，从而增强了电极的灵敏度。

此外，金纳米颗粒还具有优良的生物相容性和生物亲和性，可用于固定生物分子，实现生物传感器的构建。

二、制备方法金纳米修饰电极的制备方法多种多样，常见的方法包括溶液法、溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。

其中，溶液法是最常用的方法之一。

首先，将金盐加入溶液中，通过还原剂将金离子还原成金纳米颗粒，然后将金纳米颗粒沉积在电极表面。

通过控制反应条件和处理参数，可以调节金纳米颗粒的尺寸和分布，从而优化电极的性能。

三、应用前景金纳米修饰电极具有广阔的应用前景。

在生物传感器领域，金纳米修饰电极可以用于检测生物分子，如蛋白质、核酸和细胞等，具有高灵敏度和高选择性。

在环境监测领域，金纳米修饰电极可以用于检测重金属离子、有机污染物和环境激素等，具有快速、准确和便捷的特点。

在医学诊断领域，金纳米修饰电极可以用于检测生物标志物，如血糖、胆固醇和肿瘤标志物等，有助于早期诊断和治疗。

金纳米修饰电极是一种重要的电化学检测方法，具有很大的应用潜力。

通过合理设计和制备，可以获得高性能的金纳米修饰电极，为生物传感器、环境监测和医学诊断等领域的研究提供有力支持。

相信在不久的将来，金纳米修饰电极将在多个领域展现出更加广阔的应用前景。

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detection of paracetamol, Talanta，2010graphene /GCE（石墨烯）对乙酰氨基酚的检测，不受多巴胺和抗坏血酸的干扰A novel sensitive detection platform for antitumor herbal drug aloe-emodinbased on the graphene modiﬁed electrode，Talanta，2010 GN/GCE（全氟磺酸氧化石墨烯）MWCNTs-Naﬁonmodiﬁe(对比)对中草药抗癌菌素芦荟大黄素的检测Novel electrochemical sensor based on functionalized graphene for simultaneous determination of adenine and guanine in DNA, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces,2011 graphene-COOH /GCEgraphene-NH2/GCE(功能化石墨烯)同时检测DNA中的腺嘌呤和鸟嘌呤Glucose Oxidase–graphene–chitosan modiﬁe d electrode for direct electrochemistry and glucose sensing，Biosensors and Bioelectronics，2009 GOD/graphene/chitosan/GCE(葡萄糖氧化酶)葡萄糖传感器Electrochemical detection of dopamine in the presence of ascorbic acid using graphene modiﬁed electrodes，Biosensors and Bioelectronics，2010 graphene /GCE 抗坏血酸存在下检测多巴胺Application of graphene-modiﬁed electrode for selective detection of dopamine，Electrochemistry Communications，2009GR–CS/GCE,（石墨烯-壳聚糖）MWNTs-CS/GCE抗坏血酸存在下检测多巴胺Naﬁon–graphene nanocomposite ﬁlm asenhanced sensing platform for ultrasensitivedetermination of cadmium，ElectrochemistryCommunications，2009Nafion/graphene /GCE 检测镉离子Graphene-based modiﬁed electrode for the direct electron transfer of Cytochrome c and biosensing，Electrochemistry Communications，2010 Cyt c/CS–GR/GCE（细胞色素c/壳聚糖-石墨烯）很好的生物相容性实现了细胞色素c在电极上的电化学活性和NO的电催化活性Graphene Nanosheets Modified Glassy Carbon Electrode as a Highly Sensitive and Selective V oltammetric Sensor for Rutin, Electroanalysis 2010 GNs/GCE(片状石墨烯) 选择性的检测芦丁Simultaneous Determination of Ascorbic Acid, Dopamine and Uric Acid with Chitosan Graphene Modified Electrode，Electroanalysis 2010 chitosan-graphene-GCE（壳聚糖-石墨烯）同时检测抗坏血酸、多巴胺、尿酸Highly selective amperometric nitrite sensor based on chemically reduced grapheme oxide CR-GO/GCE（还原型氧化石墨烯）灵敏的亚硝酸盐传感器mo diﬁed electrode，Electrochemistry Communications，2012A voltammetric sensor based on graphene-modiﬁed electrode for simultaneous determination of catechol and hydroquinone ，Journal of Electroanalytical Chemistry，2011 GR/GCE（石墨烯）同时检测邻苯二酚和对苯二酚Graphene Based Electrochemical Sensors and Biosensors A Review，Electroanalysis 2010,Cu nanoparticles incorporated polypyrrole modiﬁed GCE for sensitive simultaneous determination of dopamine and uric acid，Talanta，2010 nano-Cu/PPy/GCE（聚吡咯）同时测定多巴胺和尿酸Electrocatalytic oxidation behavior of guanosine at graphene, chitosan and Fe3O4 nanoparticles modiﬁed glassy carbon electrode and its determination，Talanta，2010 graphene–chitosan/nano-Fe3O4/GCE（石墨烯-壳聚糖）电催化氧化鸟嘌呤及检测Amperometric determination of bisphenol A in milk using PAMAM–Fe3O4 modiﬁed glassy carbon electrode，Food Chemistry，2011 PAMAM/Fe3O4/GCE 测定牛奶中的双酚ASensitivity and selectivity determination of BPA in real water samples using PAMAM dendrimer and CoTe quantum dots modiﬁed glassy carbon electrode，Journal of Hazardous Materials，2010PAMAM/CoTe/GCE(CdS、CdSe、CdSe、ZnS也是量子点)测定水中的双酚ANanostructured Reduced Graphene Oxide Fe2O3 Composite As a High-Performance Anode Material for Lithium Ion Batteries，ACSNANO,2011RG-O/Fe2O3(还原型氧化石墨烯)锂离子电池阳极材料A novel non-enzymatic electrochemical glucose sensor modiﬁed with FeOOH nanowire, Electrochemistry,2010FeOOH/ QPVP-Os/GCE(联吡啶锇取代的聚乙烯吡啶)不受多巴胺和抗坏血酸的干扰葡萄糖传感器Mesoporous-TiO2 nanoparticles based carbon paste electrodes exhibit enhanced electrochemical sensitivity for phenols，Electrochemistry Communications，2009meso-TiO2/CPE andnano-TiO2/CPE（介孔和纳米碳糊电极）提高了对苯酚检测灵敏度Electrochemical evaluation of rutile TiO2 nanoparticles as negative electrode for Li-ion batteries，Journal of Power Sources，2009 金红石态TiO2金红石态TiO2作为锂离子电池阴极电性能V oltammetric determination of trace doxorubicin at a nano-titania/nafion composite nano-TiO2/Nafion/GCE实现了对痕量阿红霉素的检测film modified electrode in the presence of cetyltrimethylammonium bromide，Microchim Acta (2009)Determination of Pb2+ions by a modiﬁed carbon paste electrode based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and nanosilica, Journal of Hazardous Materials,2010 MWCNTs/ nano-SiO2/碳糊电极测定Pb2+Sensitive and rapid determination of catechol in tea samples using mesoporous Al-doped silica modiﬁed electrode, Food Chemistry,2009mesoporous Al/SiO2 /CPE(介孔铝/二氧化硅/碳糊电极)检测茶叶中的邻苯二酚Electrocatalytic oxidation and determination of ascorbic acid in the presence of dopamine at multiwalledcarbon nanotube–silica network –gold nanoparticles based nanohybrid modiﬁed electrode，Sensors and Actuators B: Chemica，2010 MWNT–silica-NW–AuNPs /GCE（SiO2纳米网）在多巴胺存在下检测抗坏血酸Direct electrochemistry and electrocatalysis of nitrite based on nano-alumina-modified electrode，J Solid State Electrochem (2010) Nano-Al2O3/GCE 对亚硝酸盐的检测Development and application of a nanoalumina based nitric oxide sensor，MicrochimActa (2009)Nano-Al2O3/GCE 一氧化氮传感器V oltammetric behavior and the determinationof quercetin at a ﬂowerlike Co3O4nanoparticles modiﬁed glassy carbon electrode,J Appl Electrochem (2011)ﬂowerlike Co3O4/GCE 检测槲皮素Electrochemical determination of nitrite in water samples using a glassy carbon electrode modified with didodecyldimethylammonium bromide，Microchim Acta (2009) DDAB/GCE（双十二烷基溴化铵）检测水样中的亚硝酸盐Electrochemical methods for simultaneous determination of dopamine and ascorbic acid using cetylpyridine bromide chitosan composite ﬁlm-modiﬁed glassy carbon electrode，Sensors and Actuators B，2008 CPB/chitosan/GCE溴化十六烷基吡啶同时检测多巴胺和抗坏血酸Chitosan Incorporating Cetyltrimethylammonium BromideModified Glassy Carbon Electrode for Simultaneous Determination of Ascorbic Acid and Dopamine，Electroanalysis 19, 2007, Chitosan-CTAB/GCE 同时检测多巴胺和抗坏血酸多巴胺花状ZnO/GCE 多巴胺传感器f-MWCNTs /GCE 同时检测多巴胺和对乙酰氨基酚SWCNH/GCE（单臂碳纳米管）同时检测尿酸、多巴胺和抗坏血酸graphene /GCE 抗坏血酸存在下检测多巴胺GR–CS/GCE, （石墨烯-壳聚糖）抗坏血酸存在下检测多巴胺chitosan-graphene-GCE（壳聚糖-石墨烯）同时检测抗坏血酸、多巴胺、尿酸nano-Cu/PPy/GCE（聚吡咯）同时测定多巴胺和尿酸CPB/chitosan/GCE溴化十六烷基吡啶同时检测多巴胺和抗坏血酸Chitosan-CTAB/GCE 同时检测多巴胺和抗坏血酸亚硝酸盐MnO2/QPVP-Os/GCE(联吡啶锇取代的聚乙烯吡啶) 亚硝酸盐传感器nano-Au/Ch/GCE（氯化胆碱）亚硝酸盐传感器CR-GO/GCE（还原型氧化石墨烯）亚硝酸盐传感器Nano-Al2O3/GCE 对亚硝酸盐的检测DAB/GCE（双十二烷基溴化铵）检测水样中的亚硝酸盐对乙酰氨基酚f-MWCNTs /GCE 同时检测多巴胺和对乙酰氨基酚MWNT or SWNT/EPPG 测定对乙酰基氨基酚MWCNTs:graphite/GCE多臂碳纳米管和石墨混合对乙酰氨基酚（扑热息痛）Carbon nanotubes paste electrodes碳纳米管糊电极对乙酰氨基酚graphene /GCE（石墨烯）对乙酰氨基酚的检测，不受多巴胺和抗坏血酸的干扰PAMAMPAMAM/Fe3O4/GCE 测定牛奶中的双酚APAMAM/CoTe/GCE 测定水中的双酚A纳米AI2O3，对有机磷分子有较好的氧化还原活性。