离子液体BMIMPF_6/纳米材料修饰电极的制备与研究

【摘要】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。3.本文采用简便快捷的滴涂法与电沉积法制备了L-半胱氨酸（L-cys）-纳米金（GNP）-壳聚糖（CS）-离子液体（BMIMPF6）聚合物薄膜修饰电极。在PBS溶液中，应用循环伏安法和差分脉冲伏安法对抗坏血酸（AA）的电化学行为进行研究。结果表明，制备出的修饰电极可以增强AA在电极表面的吸附，并加快与AA反应的电子转移速率，其中电化学信号明显增大，检测灵敏度大大提高，且制备出的修饰电极稳定性、重现性较好，因此构建了一种快捷测定AA的电化学分析方法。
【作者】蔡志芳；
【导师】郭满栋；
【作者基本信息】山西师范大学，化学，2014，硕士
【关键词】离子液体；金电极；壳聚糖；纳米银；纳米金；血红蛋白；葡萄糖氧化酶；L-半胱氨酸；抗坏血酸；

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