聚吡咯膜修饰电极的制备.ppt

1.1 研究背景 纳米科学技术在电化学中的应用所形成的纳米电化学，是电化学的一个崭新研究领域，发展纳米电化学其中的一个重要分支是研究新型纳米电极系统的制备方法与应用。 电极是电化学研究中最重要的部分，其物理、化学性能的优劣，直接影响着电化学系统完成预定任务的成败，因此研究新型电极的制备方法、电极过程动力学及其应用，既有学术理论意义，也有应用价值。 聚合物种类繁多，性质差异大，为制备性能优良的聚合物膜修饰电极提供了丰富可选用的材料。通常聚合物膜修饰电极表面富含活性中心，十分有利于电催化反应，电化学响应信号强，活性基团浓度高，稳定性、选择性好，加之其制备方法简单易行，所以聚合物膜修饰电极一出现即获得迅速的发展，成为最具有应用前途的一类修饰电极，在化学、生物、医学等方面得到了广泛的应用。 1.1 研究背景 在制备聚合物膜修饰电极时，可通过掺杂、共聚、包埋等方法加入其它修饰材料，根据需要制备出性能不同、选择性强的聚合物膜修饰电极。将纳米材料与聚合物相结合，由于纳米材料比表面积大、表面化学丰富、电子转移速率快和生物相容性等优点，使掺杂了纳米材料的聚合物膜对目标物质表现出更加明显的电化学响应。 碳纳米管是研究相对较为成熟的纳米材料，其制备方法和其特性都有较多的文献报道，探索开发碳纳米管在各领域的应用，正逐渐成为碳纳米管研究的热点课题。目前有关碳纳米管修饰电极已有一些文献报道。 1.3 聚合物膜修饰电极 化学修饰电极的早期研究主要用共价键合法和吸附法连接功能团，形成单分子层或亚单分子层的表面结构，其表面浓度小于10-10 mol/L，电化学响应较小。1978年，谬尔和其他几位学者将聚合物引入了修饰电极的领域，与单分子层相比，聚合物薄膜中含有大量的活性中心（约10-10～10-6 mol/cm2，相当于1～105个单分子层）。聚合物膜一方面提供了本身所固有的化学和物理稳定性，拥有许多优良的性质，另一方面又可使在三维空间利用其反应场成为可能，十分有利于电催化，从而使化学修饰电极的研究为之一新，成为化学修饰电极中很重要的一个发展方向。 聚合物薄膜修饰电极优点主要表现在： （1）大量的聚合物已有商品或可按已知的方法进行合成； （2）修饰方法比较简便，如浇铸、蘸涂和电化学沉积等； （3）聚合物薄膜通常是很稳定的； （4）聚合物薄膜往往不溶于某种溶剂或者可用交联及其他方法使其不溶； （5）可方便的改变薄膜的厚度（一般在10-7～10-3 cm之间）； （6）大量的电活性功能团可键合或结合到聚合物薄膜上，从而固定在电极表面； （7）可利用已有的聚合物化学和物理的知识，来制备和研究聚合物薄膜修饰电极。 用于制备修饰电极聚合物主要分为：惰性薄膜 、电活性（氧化还原）薄膜 、离子交换薄膜 、导电聚合物薄膜等， 1.3 多壁碳纳米管-聚合物膜修饰电极 2.1 茜素红(AR) 茜素红(AR)是一种羟基蒽醌染料，其结构式如左图2.1所示，能与许多金属离子生成有色化合物，常用于锆、钍、铝、钛及铍的显色反应和比色测定。 茜素红与碱土离子形成多元络合物的电化学性质已有报道，由于其结构中含有多个酚羟基，可在电极表面氧化聚合，形成聚茜素红薄膜修饰电极，该修饰电极已有用于多巴酚丁胺、色氨酸、氯霉素、去甲肾上腺素、酚磺乙胺、肾上腺素等物质的测定的报道。 2.2 盐酸左氧氟沙星 盐酸左氧氟沙星（分子式：C18H20FN3O4·HCl·H2O，简写为：LVFX）是新型广谱抗菌药，是第三代喹诺酮类广谱抗生素，为氧氟沙星的左旋体，具有抗菌谱广、抗菌作用强的特点。对大多数肠杆菌科细菌，如大肠埃希菌、沙雷氏菌属、沙门氏菌属、革兰阴性细菌等有较强的抗菌活性。它的主要作用机理是通过抑制细菌拓朴异构酶Ⅳ及DNA旋转酶（均为Ⅱ型拓朴异构酶）的活性，阻碍细菌DNA的复制而达到抗菌作用。但由于用量不当，易引起不良的反应，因此准确测定其含量尤为重要。 2.3 实验内容与方法 研究了制备聚茜素红膜修饰电极、聚茜素红膜/多壁碳纳米管修饰电极和多壁碳纳米管-聚茜素红膜修饰电极的方法； 研究了盐酸左氧氟沙星(C18H20FN3O4·HCl·H2O，简写为：LVFX)在不同修饰电极上的电化学行为； 研究了不同支持电解质、pH、扫描速度对电极过程的影响； 用线性扫描伏安法研究了温度对LVFX氧化峰电流与峰电位的影响； 用计时电量法研究了不同条件下LVFX在修饰电极的电化学行为，测定了相应的动力学参数； 干扰实验，电极稳定性及重现性实验； 盐酸左氧氟沙星注射液样品分析实验。 实验均采用三电极系统：以修饰电极为工作电极，铂片电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极(以下电位都是相对该电极而言，记为(vs.SCE)。 2.4 修饰电极的制备 2.4.1 聚