Au@Pt纳米粒子催化O2还原反应的电化学研究

以100 nm的Au粒子为核,抗坏血酸为还原剂,H2PtCl6·6H2O为前驱体,合成了Pt包Au核壳结构纳米粒子( Au@ Pt)及其修饰的玻碳(GC)电极(Au@ Pt/GC).采用旋转圆盘电极等常规电化学方法,比较了Au@ Pt/GC和商用碳载铂(Pt/C)修饰的玻碳电极(Pt/C/GC)催化O2还原反应活性及耐甲醇性能,发现Au@ Pt纳米粒子在铂用量很低的情况下,其催化O2还原反应活性仍与商用Pt/C相当,而且还具有优良的耐甲醇性能;其催化O2还原反应机理按O2直接还原成H2O的四电子历程进行.     

H2S气体在不同催化剂表面的电化学氧化行为

1　引　　言H2 S气体能对人体产生严重伤害。在环保、生产等领域对其进行检测 ,具有重要意义。本实验通过循环伏安、线性扫描、XPS等手段 ,研究H2 S、Pd、Pt、Rh和Au电极上的电化学氧化行为。实验表明 :Au在特定条件对H2 S具有良好的电催化活性 ,以Au为工作电极并选择合适工作条件 ,可以解决催化剂中毒问题 ,传感器灵敏度可达 0 .76 μA·m3 /mg。2　实验部分2 .1　仪器设备　三电极电化学池 ;CHI6 0 2电化学系统 (美国CHI公司 ) ;恒电位仪 (长春市环保分析仪器厂 )。2 .2　样品准备与测试条件　工作电极是将Pd、Pt、Rh和Au用树…     

L-半胱胺尾式卟啉铜(II)修饰金电极检测苯酚

将制备的L-半胱胺卟啉铜(II)(CuL)配合物自组装在Au电极表面,获得电化学苯酚传感器(CuL/Au)。在pH 7.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中于-0.4 V~0.5 V(vs.SCE)电位范围内有一对氧化还原峰,峰电位分别为Epa=0.09 V和Epc=-0.06 V。实验结果表明CuL能够催化氧化苯酚,通过产物在电位0.1 V下的电化学响应对苯酚进行测定。该电极对苯酚表现出快速的响应(响应时间<10 s)。传感器对苯酚的测定具有较宽的线性范围(5.0×10-7mol.L-1~2.5×10-4mol.L-1),检出限为2.0×10-7mol.L-1。该电极用于地表水中苯酚含量检测,并与标准方法4-氨基安替比林分光光度法作了对照,结果满意。     

L-半胱胺尾式卟啉铜(Ⅱ)修饰金电极检测苯酚

将制备的L-半胱胺卟啉铜(Ⅱ) (CuL) 配合物自组装在Au电极表面,获得电化学苯酚传感器(CuL/Au).在pH 7.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中于-0.4 V～0.5 V (vs. SCE)电位范围内有一对氧化还原峰,峰电位分别为Epa = 0.09 V和Epc = - 0.06 V.实验结果表明CuL能够催化氧化苯酚,通过产物在电位0.1 V下的电化学响应对苯酚进行测定.该电极对苯酚表现出快速的响应(响应时间＜10 s).传感器对苯酚的测定具有较宽的线性范围(5.0×10-7 mol·L-1～2.5×10-4 mol·L-1),检出限为2.0×10-7 mol·L-1.该电极用于地表水中苯酚含量检测,并与标准方法4-氨基安替比林分光光度法作了对照,结果满意.     

基于包被包膜糖蛋白抗体纳米金磁性微粒的无试剂安培免疫传感器

在玻碳电极(GCE)表面固定对H2O2有催化还原活性的富马酸二甲酯联吡啶铜(GCE|CuL);再在GCE|CuL表面修饰一层金磁微粒-壳聚糖复合膜(nano Au/Fe3O4/Chit), 进而固定艾滋病毒(HIV)诊断标志物--包膜糖蛋白(gp160)抗体(anti gp160), 由此构建了一类快速检测 gp160的无试剂安培免疫传感器.当该传感器在含gp160溶液中37 ℃下温育30 min后, 传感器表面生成的免疫复合物随gp160浓度的增大而增加, 导致CuL 对H2O2 电催化还原效果降低, 催化电流呈现下降趋势.在PBS溶液(pH 7.0)和-300 mV下, 催化电流的降低值ΔIo与gp160浓度在1～400 μg/L 呈线性关系; 检出限为0.5 μg/L(3σ).研制的免疫传感器检测gp160时, 一步免疫反应即可得结果, 较相同条件下包被gp160抗体的纳米金单分子层修饰电极灵敏度更高, 检测范围更宽, 有望用于艾滋病人血清标志物gp160快速筛测.     

纳米铂电极的制备及其电化学行为

以镍铬合金为基体,采用电化学方法在其表面沉积制备了纳米Pt电极,用SEM对电极的形貌进行了表征,以亚铁氰化钾为分子探针考察了Pt电极的电化学性能。结果表明该电极对亚铁氰化钾具有稳定、灵敏的电化学响应,并对H2O2的电化学还原具有良好的催化活性。H2O2峰电流与其浓度在0.03-1.0 mmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限（S/N=3）为7&#215;10^-6mol/L。相同实验条件下,该纳米Pt电极的催化活性远高于纯Pt电极。     

L-半胱氨酸自组装膜电极的表征及其对对苯二酚的差分脉冲伏安法测定

研究了 L-半胱氨酸自组装膜修饰金电极 ( L - Cys Au/SAMs)催化对苯二酚氧化的电化学行为 ,发现该膜电极大大降低了对苯二酚的氧化电位。采用水平衰减全反射 ( ATR) FTIR光谱技术和 K3Fe( CN) 6 电化学探针对 L- Cys Au/SAMs进行了表征。用差分脉冲伏安法 ( DPV)测定其氧化峰电流与对苯二酚的浓度在 2 .0× 1 0 - 6～ 2 .0× 1 0 - 4mol· L- 1范围内呈良好的线性关系 ,相关系数 0 .9986,检出限 4.0×1 0 - 7mol·L- 1。该电极用于模拟废水样的测定 ,结果满意。     

基于Pt/Au双金属修饰针灸针的非酶葡萄糖传感器

通过在不锈钢针灸针（AN）表面依次电沉积金（Au）纳米颗粒和铂（Pt）纳米颗粒,基于它们在AN表面的协同作用,实现了一种用于非酶葡萄糖检测的电化学生物传感器。首先,通过扫描电子显微镜对其功能界面（Pt/Au/AN）进行表征,结果显示类似卷心菜的纳米材料均匀致密地分布在AN表面。然后,通过循环伏安法和电化学阻抗法对Pt/Au/AN电极的电化学特性进行了研究。结果表明,与Au/AN或Pt/AN电极相比,Pt/Au/AN电极对葡萄糖氧化表现出优越的电催化活性。这表明双金属Pt/Au的接触界面是葡萄糖氧化的重要电催化位点。在pH7.4的模拟生理介质中,制得传感器的线性范围为0.1~35 mmol·L^-1,检测限为0.0763 mmol·L^-1,对葡萄糖的检测表现出较高的灵敏度和良好的抗干扰性能、稳定性。此外,该传感器已成功用于人体血清葡萄糖的检测。     

利用扫描电化学显微镜研究过氧化氢检测中电化学消除抗坏血酸

利用扫描电化学显微镜 (SECM)将微探针定位于宏观金盘基底电极的扩散层内 .通过向基底电极施加适当电位以氧化消除电活性干扰物质 (如抗坏血酸 ) ,提高探针电极检测过氧化氢的选择性 .基于此方法 ,系统研究了探针 -金基底电极间距和电极电位对铂微探针检测过氧化氢选择性的影响 .结果表明 ,当探针 -基底电极间距为 2 2 .6μm ,金基底电极和铂探针电极电位分别为 0 4V和 0 5V时 ,探针电极检测过氧化氢不受抗坏血酸 ( 0 0 5mmol·L-1)的干扰 .此时 ,过氧化氢检测的线性范围为 :4× 10 -5～ 1× 10 -3 mol·L-1.基于实验结果 ,提出了在微型化电化学器件制备过程中设计互相靠近的双工作电极 ,利用电化学法消除电活性干扰物以提高检测选择性的新方法 .     

三种碳材料上原位电沉积AuPt合金的催化性能

在碳纸(CP)及涂覆了碳粉科琴黑(KB)或石墨烯纳米片(GNs)的碳纸上,原位电沉积了Au Pt合金,制备成CP/Au Pt、CP/KB/Au Pt、CP/GNs/Au Pt三种空气电极。对比研究发现,以石墨烯纳米片为载体的CP/GNs/Au Pt空气电极上,Au Pt合金载量高,颗粒分散均匀,粒径约为100 nm,Au和Pt的含量分别为78.84%(n/n)和21.16%(n/n)。在0.1 mol·L-1 KOH溶液中氧还原反应的起峰电势为0.93 V,催化活性和稳定性优于其他两种空气电极。分析认为,石墨烯纳米片具有高导电性、高比表面积以及较多的缺陷活性位点,有利于Au Pt合金在其上均匀电沉积且沉积载量较高,同时GNs本身具有一定的催化活性,两者能够产生协同催化作用,提高了CP/GNs/Au Pt电极的催化性能。     

Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2电催化性能的研究

采用还原法制备了AuNPs/MWCNTs复合材料,并构建了氧化还原蛋白质的固定化和生物传感界面AuNPs/MWCNTs/GC电极.以肌红蛋白(Myoglobin,Mb)为例,研究了固定化蛋白质在AuNPs/MWCNTs/GC电极上的直接电化学.结果表明,AuNPs/MWCNTs复合材料不仅能有效地促进Mb与电极表面的直接电子转移,而且能很好地保持固定化Mb的生物催化活性.Mb/AuNPs/MWCNTs/GC电极对H2O2具有良好的电催化还原性能,其线性响应范围为1～138μmol·L-1,检测限为0.32μmol·L-1(S/N=3),并具有较低的米氏常数(0.143 mmol·L-1).该电极操作简单,响应迅速,稳定性和重现性好,有望用于蛋白质的固定化及第三代生物传感器的制备.     

碳纳米管负载氢氧化镍修饰电极的制备及应用

采用表面滴涂结合循环伏安法制备了碳纳米管负载氢氧化镍修饰电极(Ni(OH)2/MWNT/CCE)。研究了该修饰电极对葡萄糖的电催化氧化性能。结果表明,该修饰电极对葡萄糖具有良好的电催化氧化活性。在优化条件下,安培法检测葡萄糖的线性范围为2.0×10-7～5.7×10-4 mol.L-1(r=0.999 9,s=2 786.5μA.(mmol.L-1)-1.cm-2)和5.7×10-4～2.7×10-3 mol.L-1(r=0.999 1,s=2 005.2μA.(mmol.L-1)-1.cm-2),检出限(3sb)为8.0×10-8 mol.L-1。该法已成功用于血清中葡萄糖含量的测定。     

碱性Al-H_2O_2半燃料电池Au/Ni阴极性能研究

以泡沫镍为基体,AuCl3为沉积液,应用快速自沉积法制备了泡沫镍负载的纳米Au/Ni电极.电化学方法测定AuCl3溶液的浓度和沉积时间对Au粒子的尺寸和分布以及以该电极作为Al-H2O2半燃料电池阴极对H2O2性能的影响.实验表明,泡沫镍经2mmol·L-1AuCl3溶液浸渍60s后,其表面完全被粒径小于100nm的Au粒子覆盖;以其为阴极的Al-H2O2半燃料电池,在0.4mol·L-1H2O2溶液中峰值功率达135mW·cm-2.     

基于硫堇/碳纳米管修饰电极的新型过氧化氢电化学传感器

基于碳纳米管(CNTs)和硫堇(Th)的协同效应,将辣根过氧化物酶(HRP)通过戊二醛(GA)交联作用固定在硫堇(Th)/CNTs修饰电极上,构造了一种新型酶电极(HRP/GA-Th/CNTs/GC)。CNTs静电吸附正电荷的Th,而Th不仅可以促进电极和酶的氧化还原活性中心之间的电子传递,而且能使CNTs氨基(—NH2)功能化,从而利于HRP的固定。基于HRP/GA-Th/CNTs/GC电极的过氧化氢传感器具有较好的传感性能,且检出限低(0.3μmol.L-1)、响应时间短(5 s内)、抗干扰能力强。     

普鲁士蓝/壳聚糖杂化膜修饰氧化锌球腔阵列/氧化铟锡电极制备及应用

用Langmuir-Blodgett技术制成了附着聚苯乙烯小球的氧化铟锡(InSnO)模板。将此模板水平置于由硝酸锌及柠檬酸组成的前驱体溶胶中,用溶胶-凝胶法制得氧化锌球腔阵列/氧化铟锡电极。采用电沉积法得到普鲁士蓝/壳聚糖杂化膜修饰的氧化锌球腔阵列/氧化铟锡电极。该电极在pH 7.0～8.0的溶液中具有良好的电化学活性,过氧化氢浓度在7.67×10-7～4.72×10-4mol.L-1范围内与相应的电流响应值呈线性关系,检出限(3S/N)为2.4×10-7mol.L-1。测定2.0×10-5mol.L-1过氧化氢溶液时,其相对标准偏差(n=10)为3.8%。     

β-环糊精与阿霉素表面包络作用的电化学研究

研究了阿霉素（ADM）在β-环糊精（β-CD）修饰金电极上（β-CD/Au）的电化学行为.结果表明,ADM在β-CD/Au电极上发生表面包络反应.25℃,pH=7.0时,该电极表面包络常数为9.54×104 L·mol^-1,并随温度呈规律性变化,最适宜反应温度为30℃.该电极ADM包络呈准可逆的电化学反应,速率常数为...     

基于新型二氧化锰-碳纳米管复合材料的高灵敏过氧化氢传感器

本文以多壁碳纳米管(MWCNTs)和KMnO4为原料,通过直接氧化还原反应合成了一种新型MnO2-C纳米复合材料,将其滴涂在玻碳(GC)电极表面,成功制备出一种非酶型H2O2传感器。采用循环伏安法和计时电流法研究了该传感器对H2O2的电催化氧化行为。实验结果表明,与GC电极和MWCNTs修饰电极相比,该电极对H2O2氧化显示出更好的催化活性。实验对影响电极性能的各种参数,包括pH值、工作电位及MnO2-C修饰量进行了探讨。在最佳实验条件下,传感器对H2O2响应的线性范围为5.0×10-7～0.2mol·L-1,检测限(S/N=3)为1.4×10-7 mol·L-1。该传感器选材新颖,制备方法简单,重现性好,稳定性和抗干扰能力强。     

泡沫镍载 NiCO2O4电极的制备及其催化 H2O2电氧化的性能

本文以水热法结合热处理法原位制备了泡沫镍载 NiCo₂O₄纳米线电极,使用XRD、SEM和TEM对合成的 NiCo₂O₄纳米线进行了表征,NiCo₂O₄纳米线直径约80 nm,长度约 3 ~ 5 μm. 使用循环伏安和计时电流法测试了泡沫镍载NiCo₂O₄纳米线催化H₂O₂的电氧化性能,结果表明泡沫镍载NiCo₂O₄纳米线对H₂O₂电氧化有着优良的催化活性、稳定性和传质性能,在0.3 V电位下0.4 mol·L ^-1 H₂O₂和2 mol·L ^-1 NaOH溶液中氧化电流可达380 mA·cm ^-2.     

MnO_2-GO_x碳糊电极对葡萄糖的电位响应

研制一种新型二氧化锰-酶修饰碳糊电极.应用直接电位法分别研究了磷酸盐底液的pH值、不同种类的粘合剂、二氧化锰修饰含量以及温度等各因素对该修饰电极测定H2O2和葡萄糖电位响应的影响.在优化实验条件(35℃,磷酸缓冲底液pH=7)下,葡萄糖检测的线性范围为2.0×10-5~5.2×10-3mol.L-1,灵敏度:36.12~34.62 mV/pG lucose,检测限:3.3×10-6mol.L-1.该电极具有良好的选择性、灵敏度、稳定性和重复性,大多数常见阴阳离子、甘露醇、丙三醇和脲不干扰测定.     

水滑石负载的钯纳米粒子对水合肼的电催化氧化

利用共沉淀方法制备了载体水滑石(LDH), 通过离子交换法将PdCl2₄^- 插入水滑石层间, 再用水合肼将其还原, 制备得到了水滑石负载的分散状钯纳米粒子(LDH-Pd⁰). 利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线电子能谱(XPS)等手段对所得样品进行了表征, 结果表明钯纳米粒子能很好地分散在水滑石上. 将该纳米材料修饰的玻碳电极(GCE)用于水合肼的电催化氧化, 该修饰电极表现出很好的电化学催化活性. 用循环伏安法(CV)、计时库仑法(CC)和计时安培法(i-t)对修饰电极的催化活性、有效表面积和水合肼的催化氧化机理等进行了研究. 结果表明水合肼在-0.1 V附近有明显的氧化峰, 在1.0×10^-5-2.0×10^-4 mol·L^-1范围内, 阳极峰电流与水合肼浓度间有良好的线性关系, 其检测限为9.5×10^-7 mol·L^-1. 计算得到GCE, LDH-Pd⁰/GCE 和LDH/GCE电极活化面积分别为0.02089, 0.02762 和0.02496 cm². 推知水合肼的氧化过程有4 电子和4 质子参与, 并且其在电极上的反应是受扩散控制的不可逆过程.