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基本信息

項(xiàng)目名稱：
表面活性劑對普魯士藍(lán)復(fù)合修飾電極性能的影響
小類：
能源化工
簡介：
普魯士藍(lán)具有獨(dú)特的電色效應(yīng)、磁性和電催化性等，因此經(jīng)常將其與過氧化物酶結(jié)合構(gòu)建化學(xué)生物傳感器。
詳細(xì)介紹：
普魯士藍(lán)屬于多核過渡金屬氰化物，具有獨(dú)特的電色效應(yīng)，磁性、電催化性等，常被作為多核金屬氰化物的典型代表來研究該類材料在電致變色、磁性、電化學(xué)催化、電化學(xué)分析等領(lǐng)域的應(yīng)用。在電化學(xué)領(lǐng)域，由于普魯士藍(lán)具有良好的電化學(xué)可逆性，因而被廣泛的用作電子媒介體。通過將其與酶進(jìn)一步結(jié)合來構(gòu)建生物傳感器。例如，普魯士藍(lán)常與過氧化物酶結(jié)合構(gòu)建第二代電化學(xué)生物傳感器，用于H2O2等生命代謝物質(zhì)的檢測。然而，在長期、連續(xù)的操作環(huán)境下，普魯士藍(lán)由于自身性能的限制，影響了電化學(xué)傳感器性能的提高。因此，制備性能優(yōu)良的普魯士藍(lán)修飾電極對于提高電化學(xué)生物傳感器的檢測性能至關(guān)重要。目前，多種用于改善PB性能的方法已經(jīng)被嘗試。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

由于多壁碳納米管表面原子活性高，因此可將其制備成化學(xué)修飾電極來彌補(bǔ)普魯士藍(lán)自身限制。同時，在溶劑中加入表面活性劑可降低碳納米管的表面張力,改善碳納米管的分散性。因此,本論文工作研究了不同表面活性劑對PB /MWNTs/GCE修飾電極的影響,并研究了不同普魯士藍(lán)修飾電極對過氧化氫的檢測能力。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本文分別使用陰離子和陽離子表面活性劑對多壁碳納米管進(jìn)行分散，制備了系列多壁碳納米管基普魯士藍(lán)修飾電極，并研究了不同表面活性劑對普魯士藍(lán)－多壁碳納米管修飾電極的過氧化氫檢測能力，為以后制備H2O2生物傳感器提供必要的數(shù)據(jù)。

應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義

普魯士藍(lán)具有優(yōu)異的電化學(xué)可逆性，高度的穩(wěn)定性，且制備簡單、成本低廉等特點(diǎn)。用于化學(xué)修飾電極，普魯士藍(lán)有利于降低氧化還原反應(yīng)尤其是過氧化物的過電位，被稱為人工過氧化物酶。普魯士藍(lán)作為修飾電極可用于過氧化氫的檢測，在環(huán)境、生物、醫(yī)學(xué)等方面均有重要意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

使用滴涂的方法制備多壁碳納米管(MWNTs)修飾電極（MWNTs/GCE），并利用循環(huán)伏安法在該電極表面沉積普魯士藍(lán)(PB)，從而得到普魯士藍(lán)-多壁碳納米管修飾電極(PB/MWNTs/GCE)，相對于相同條件下在裸玻碳電極表面制備的PB修飾電極，該電極表現(xiàn)出更優(yōu)良的電化學(xué)性質(zhì)。通過使用不同性質(zhì)的表面活性劑對MWNTs進(jìn)行分散，制備了系列MWNTs基PB修飾電極，并研究了表面活性劑對PB修飾電極性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，表面活性劑的加入則提高了PB/MWNTs/GCE基修飾電極對過氧化氫的檢測范圍。

獲獎情況

將于沈陽師范大學(xué)學(xué)報發(fā)表

鑒定結(jié)果

同意

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

普魯士藍(lán)(Prussian Blue,簡稱PB)，又稱為六氰合鐵酸鉀，它的研究可追溯到十八世紀(jì)，長期以來作為一種光穩(wěn)定材料，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)涂料，烘烤搪瓷，印刷油墨著色劑和洗滌添加劑。1975年由Murray等提出化學(xué)修飾電極(CME)這一概念，后來Neff和Itaya等首先制成了PB化學(xué)修飾電極，并對PB薄膜的電化學(xué)和光譜學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，PB才被廣泛應(yīng)用到化學(xué)傳感器的研究。經(jīng)過20多年的發(fā)展，PB化學(xué)傳感器的研究和應(yīng)用取得了很大的進(jìn)展。它具有優(yōu)異的電化學(xué)可逆性，使它在電化學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用，PB修飾電極可以在較低的電位下測定通常條件下過電位較高的物質(zhì)(如過氧化氫等)，這樣就減小了樣品中電活性物質(zhì)的干擾影響。因此，PB修飾電極比Pt電極對H2O2更有選擇性，與生物催化劑如過氧化物酶比較，更具穩(wěn)定性，而且成本低。因此對PB膜的電催化作用的研究及用于化學(xué)和生物傳感器的設(shè)計(jì)等的研究一直是人們感興趣的領(lǐng)域。 目前，使用電沉積技術(shù)制備高性能普魯士藍(lán)修飾電極主要有以下兩種途徑：一是將電極表面進(jìn)行適當(dāng)修飾后，進(jìn)行普魯士藍(lán)沉積。如：將碳納米管修飾到碳纖維電極表面，可以發(fā)現(xiàn)普魯士藍(lán)的沉積更加有效；Li et al. 使用負(fù)載了納米金的枝形化學(xué)物進(jìn)行電極修飾，然后通過電沉積制備普魯士藍(lán)修飾電極，結(jié)果該電極表現(xiàn)出很寬的pH 可適用范圍，更好的電化學(xué)穩(wěn)定性及對過氧化氫更大的響應(yīng)性能。二是在溶液中加入添加劑，在鐵源與添加劑共存的條件下制備普魯士藍(lán)修飾電極。如：將表面活性劑作為添加劑進(jìn)行普魯士藍(lán)沉積，也可獲得高性能普魯士藍(lán)修飾電極。
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