二維有序球腔微電極陣列的制備及其電化學(xué)應(yīng)用.pdf

1、相對(duì)傳統(tǒng)電極,微電極具有較低的電容電流、穩(wěn)態(tài)的擴(kuò)散電流、較低的歐姆壓降等優(yōu)點(diǎn),可有效降低電化學(xué)檢測(cè)下限。然而單個(gè)的微電極絕對(duì)電流較小,一般儀器難以檢測(cè),限制了其在分析檢測(cè)中的應(yīng)用。若將多支微電極并聯(lián)組成微電極陣列,可在保持單支微電極的其它特點(diǎn)的同時(shí),有效放大響應(yīng)電流,因此微電極陣列的制備及應(yīng)用已成為分析化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。本研究工作采用溶膠.凝膠(sol-gel)法制備了二維有序的二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)球腔、納米金(na

2、no-Au)／ZnO球腔微電極陣列,考察了它們的電化學(xué)特性,并基于上述材料構(gòu)建了過氧化氫(H2O2)電化學(xué)傳感器。
　　 研究?jī)?nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　 (1)以聚苯乙烯(PS)微球陣列為模板,采用溶膠-凝膠(sol-gel)法在氧化銦錫(ITO)電極上制備TiO2球腔陣列,考察乙醇、水、鹽酸等因素對(duì)TiO2溶膠.凝膠的影響。利用sol-gel法制備二維有序的ZnO球腔陣列并通過電沉積法于ZnO球腔中沉積納米金(nan

3、o—Au),通過掃描電鏡(SEM)對(duì)上述陣列進(jìn)行形貌表征、采用循環(huán)伏安法考察TiO2球腔陣列／ITO電極、ZnO球腔陣列／ITO電極、nano-Au／ZnO球腔陣列／ITO電化學(xué)特性,結(jié)果表明它們都具有微電極陣列的特性。
　　 (2)采用吸附法將血紅蛋白(Hb)和辣根過氧化酶(HRP)分別直接固定在TiO2球腔陣列和nano-Au／ZnO球腔微電極陣列上,它們均保持了良好的電化學(xué)活性,直接電子轉(zhuǎn)移速率分別為2.97s-1和2.9

4、5s-1。通過考察上述修飾電極對(duì)過氧化氫(H2O2)發(fā)現(xiàn),它們對(duì)H2O2具有良好的催化作用,電流響應(yīng)與H2O2濃度分別在9.00×10-7～4.44×10-4 mol／L和6.67×10-6～1.31×10-3mol／L范圍內(nèi)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,檢出限分別為3.12×10-7mol／L、7.3×10-7mol／L,米氏常數(shù)為0.138mmol／L和0.411mmol／L,與H2×2有較強(qiáng)的親和能力。
　　 (3)通過電沉積法在

5、ZnO球腔內(nèi)電沉積普魯士藍(lán)(PB)／殼聚糖(CS),考察了PB／CS／ZnO球腔／ITO電極的電化學(xué)特性、酸堿穩(wěn)定性和對(duì)H2O2的電催化性能。結(jié)果表明,該電極在在pH7.0和8.0的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中仍然保持有一定電化學(xué)活性；在pH為6.0時(shí),電極響應(yīng)電流與H2O2濃度在7.67×10-7～4.72×10-5mol／L范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,其檢出限為2.4×10-7mol／L(S／N=3)。這為制備H2O2傳感器提供了一種可