《碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极的制备及分析应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极的制备及分析应用（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、应用化学专业优秀论文应用化学专业优秀论文 碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极的制备碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极的制备及分析应用及分析应用关键词：碳包镍纳米晶关键词：碳包镍纳米晶 碳纳米管碳纳米管 马钱子碱马钱子碱 血红素蛋白质血红素蛋白质 电催化机理电催化机理 修饰电修饰电 极极摘要：近年来，新材料不断涌现，尤其是纳米材料的出现引起了各个领域科学 家的关注，并开展了相应的研究。其中碳纳米管、碳包镍纳米晶等材料也同样 引起了世界各个领域科学家的重视。由于碳纳米管和碳包镍纳米晶具有较大的 比表面积，能有效地提高响应电流，碳纳米管表面的拓扑缺陷及其弯曲结构有 助于提高电子传递速率。将这些纳米材料用于电
2、极的修饰材料，研究一些生物 物质在该纳米修饰电极上的电化学行为，可降低过电位，提高电化学反应的速 率、电极的选择性、电极的灵敏度等，对于认识生物物质的氧化还原机理及制 备纳米生物器件具有重要的理论和实际意义。 本文以碳包镍纳米晶和单壁碳 纳米管为电极修饰材料，分别制备了碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极。研究 了药物小分子在碳包镍纳米晶修饰电极上的电子传递过程，建立了相应的测定 方法；探讨了生物大分子在碳纳米管修饰电极上电化学氧化还原性能及电催化 机理。本论文主要包括以下几个方面的内容： (1) 碳包镍纳米晶修饰电极的 制备、表征及分析应用采用透射电子显微镜对碳包镍纳米晶进行了表征，其粒 径约为
3、1050nm 之间。制备了碳包镍纳米晶修饰玻碳电极(C-Ni/GCE)，研究了 对乙酰氨基酚(ACOP)和马钱子碱(Brucine)在 C-Ni/GCE 上的电化学行为，结果 表明，碳包镍纳米晶能够有效地促进了电子在 ACOP 和 Brucine 与电极之间的传 递。采用循环伏安、恒电位电解等方法对 ACOP 和 Brucine 在碳包镍纳米晶修饰 玻碳电极上的氧化还原机理进行研究。ACOP 为扩散控制的 2 电子 2 质子的氧化 还原过程，扩散系数为 4.9710lt;#39;-6gt; cmlt;#39;2gt;slt;#39;-1gt;；Brucine 的氧化还原过程包括三个步骤：一个
4、2 电子的不可逆氧化过程和两个 2 电子 2 质子的可逆氧化还原过程。C-Ni/GCE 对 ACOP 和 Brucine 定量测定的稳定性、 重现性和选择性好，定量测定 Brucine，和 ACOP 的检测限分别达 1.410lt;#39;-8gt;molLlt;#39;-1gt; 和 6.010lt;#39;-7gt;molLlt;#39;-1gt;， 用于实际样品的测定获得满意结果，并可用于 ACOP、抗坏血酸和多巴胺的同时 测定，具有较高的灵敏度。 (2)血红素蛋白质在单壁碳纳米管修饰电极上的 直接电化学及分析应用利用单壁碳纳米管(SWNTs)-溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)将 血红蛋
5、白、肌红蛋白、辣根过氧化物酶三种血红素蛋白质固定在玻碳电极表面， 制备了稳定的血红素蛋白质-SWNTs-CTAB 膜修饰玻碳电极。紫外可见吸收光 谱和傅立叶变换红外光谱证实固定在 SWNTs-CTAB 膜内的血红素蛋白质保持其二 级结构不变。考察了血红素蛋白质在该修饰电极上的直接电化学，发现血红素 蛋白质可直接与电极之间传递电子，并且该过程为表面控制的准可逆电化学过 程。采用循环伏安法和方波伏安实验数据非线性拟合的方法计算了氧化还原过 程中的热力学和动力学参数。在 SWNTs-CTAB 膜中，血红素蛋白质对 Hlt;,2gt;Olt;,2gt;和 NOlt;,2gt;lt;#39;-gt;表现
6、出很高的电催化还原活性，表明血红素蛋白质在 SWNTs-CTAB 膜中仍然保持其生物电催化活性。初步 探讨了电催化还原 Hlt;,2gt;Olt;,2gt;和 NOlt;,2gt;lt;#39;-gt;的机理，发现催化还原峰 电流与浓度在较宽的范围内成良好的线性关系，可用于 Hlt;,2gt;Olt;,2gt;和 NOlt;,2gt;lt;#39;-gt;的定量检测。 (3) 铁蛋 白在单壁碳纳米管修饰电极上的直接电化学用 SWNTs-CTAB 将铁蛋白(Ferritin)固 定在玻碳电极表面，制备了 Ferritin-SWNTs-CTAB 修饰电极。采用循环伏安法 研究了 Ferritin
7、在该修饰电极上的直接电化学，实验发现 Ferritin 在该电极 上有很好的氧化还原峰，研究了 Ferritin 中铁储存和铁释放的机理：在还原扫 描过程中，三价铁从蛋白质球壳中还原出来，并在氧化扫描过程中重新进入到 蛋白质球壳内，循环伏安曲线上有较好的氧化还原峰，峰电流较大，响应信号 较好。利用去铁铁蛋白进行对比试验，进一步证实了 Ferritin 在 SWNTs-CTAB 修饰电极上的铁储存和铁释放过程。正文内容正文内容近年来，新材料不断涌现，尤其是纳米材料的出现引起了各个领域科学家 的关注，并开展了相应的研究。其中碳纳米管、碳包镍纳米晶等材料也同样引 起了世界各个领域科学家的重视。由于碳
8、纳米管和碳包镍纳米晶具有较大的比 表面积，能有效地提高响应电流，碳纳米管表面的拓扑缺陷及其弯曲结构有助 于提高电子传递速率。将这些纳米材料用于电极的修饰材料，研究一些生物物 质在该纳米修饰电极上的电化学行为，可降低过电位，提高电化学反应的速率、 电极的选择性、电极的灵敏度等，对于认识生物物质的氧化还原机理及制备纳 米生物器件具有重要的理论和实际意义。 本文以碳包镍纳米晶和单壁碳纳米 管为电极修饰材料，分别制备了碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极。研究了药 物小分子在碳包镍纳米晶修饰电极上的电子传递过程，建立了相应的测定方法； 探讨了生物大分子在碳纳米管修饰电极上电化学氧化还原性能及电催化机理。 本
9、论文主要包括以下几个方面的内容： (1) 碳包镍纳米晶修饰电极的制备、 表征及分析应用采用透射电子显微镜对碳包镍纳米晶进行了表征，其粒径约为 1050nm 之间。制备了碳包镍纳米晶修饰玻碳电极(C-Ni/GCE)，研究了对乙酰 氨基酚(ACOP)和马钱子碱(Brucine)在 C-Ni/GCE 上的电化学行为，结果表明， 碳包镍纳米晶能够有效地促进了电子在 ACOP 和 Brucine 与电极之间的传递。采 用循环伏安、恒电位电解等方法对 ACOP 和 Brucine 在碳包镍纳米晶修饰玻碳电 极上的氧化还原机理进行研究。ACOP 为扩散控制的 2 电子 2 质子的氧化还原过 程，扩散系数为
10、4.9710lt;#39;-6gt; cmlt;#39;2gt;slt;#39;-1gt;；Brucine 的氧化还原过程包括三个步骤：一个 2 电子的不可逆氧化过程和两个 2 电子 2 质子的可逆氧化还原过程。C-Ni/GCE 对 ACOP 和 Brucine 定量测定的稳定性、 重现性和选择性好，定量测定 Brucine，和 ACOP 的检测限分别达 1.410lt;#39;-8gt;molLlt;#39;-1gt; 和 6.010lt;#39;-7gt;molLlt;#39;-1gt;， 用于实际样品的测定获得满意结果，并可用于 ACOP、抗坏血酸和多巴胺的同时 测定，具有较高的灵敏度。
11、 (2)血红素蛋白质在单壁碳纳米管修饰电极上的 直接电化学及分析应用利用单壁碳纳米管(SWNTs)-溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)将 血红蛋白、肌红蛋白、辣根过氧化物酶三种血红素蛋白质固定在玻碳电极表面， 制备了稳定的血红素蛋白质-SWNTs-CTAB 膜修饰玻碳电极。紫外可见吸收光 谱和傅立叶变换红外光谱证实固定在 SWNTs-CTAB 膜内的血红素蛋白质保持其二 级结构不变。考察了血红素蛋白质在该修饰电极上的直接电化学，发现血红素 蛋白质可直接与电极之间传递电子，并且该过程为表面控制的准可逆电化学过 程。采用循环伏安法和方波伏安实验数据非线性拟合的方法计算了氧化还原过 程中的热力学和动力
12、学参数。在 SWNTs-CTAB 膜中，血红素蛋白质对 Hlt;,2gt;Olt;,2gt;和 NOlt;,2gt;lt;#39;-gt;表现出很高的电催化还原 活性，表明血红素蛋白质在 SWNTs-CTAB 膜中仍然保持其生物电催化活性。初步 探讨了电催化还原 Hlt;,2gt;Olt;,2gt;和 NOlt;,2gt;lt;#39;-gt;的机理，发现催化还原峰 电流与浓度在较宽的范围内成良好的线性关系，可用于 Hlt;,2gt;Olt;,2gt;和NOlt;,2gt;lt;#39;-gt;的定量检测。 (3) 铁蛋 白在单壁碳纳米管修饰电极上的直接电化学用 SWNTs-CTAB 将铁蛋白
13、(Ferritin)固 定在玻碳电极表面，制备了 Ferritin-SWNTs-CTAB 修饰电极。采用循环伏安法 研究了 Ferritin 在该修饰电极上的直接电化学，实验发现 Ferritin 在该电极 上有很好的氧化还原峰，研究了 Ferritin 中铁储存和铁释放的机理：在还原扫 描过程中，三价铁从蛋白质球壳中还原出来，并在氧化扫描过程中重新进入到 蛋白质球壳内，循环伏安曲线上有较好的氧化还原峰，峰电流较大，响应信号 较好。利用去铁铁蛋白进行对比试验，进一步证实了 Ferritin 在 SWNTs-CTAB 修饰电极上的铁储存和铁释放过程。 近年来，新材料不断涌现，尤其是纳米材料的出现
14、引起了各个领域科学家的关 注，并开展了相应的研究。其中碳纳米管、碳包镍纳米晶等材料也同样引起了 世界各个领域科学家的重视。由于碳纳米管和碳包镍纳米晶具有较大的比表面 积，能有效地提高响应电流，碳纳米管表面的拓扑缺陷及其弯曲结构有助于提 高电子传递速率。将这些纳米材料用于电极的修饰材料，研究一些生物物质在 该纳米修饰电极上的电化学行为，可降低过电位，提高电化学反应的速率、电 极的选择性、电极的灵敏度等，对于认识生物物质的氧化还原机理及制备纳米 生物器件具有重要的理论和实际意义。 本文以碳包镍纳米晶和单壁碳纳米管 为电极修饰材料，分别制备了碳包镍纳米晶和碳纳米管修饰电极。研究了药物 小分子在碳包镍
15、纳米晶修饰电极上的电子传递过程，建立了相应的测定方法； 探讨了生物大分子在碳纳米管修饰电极上电化学氧化还原性能及电催化机理。 本论文主要包括以下几个方面的内容： (1) 碳包镍纳米晶修饰电极的制备、 表征及分析应用采用透射电子显微镜对碳包镍纳米晶进行了表征，其粒径约为 1050nm 之间。制备了碳包镍纳米晶修饰玻碳电极(C-Ni/GCE)，研究了对乙酰 氨基酚(ACOP)和马钱子碱(Brucine)在 C-Ni/GCE 上的电化学行为，结果表明， 碳包镍纳米晶能够有效地促进了电子在 ACOP 和 Brucine 与电极之间的传递。采 用循环伏安、恒电位电解等方法对 ACOP 和 Brucine
16、 在碳包镍纳米晶修饰玻碳电 极上的氧化还原机理进行研究。ACOP 为扩散控制的 2 电子 2 质子的氧化还原过 程，扩散系数为 4.9710lt;#39;-6gt; cmlt;#39;2gt;slt;#39;-1gt;；Brucine 的氧化还原过程包括三个步骤：一个 2 电子的不可逆氧化过程和两个 2 电子 2 质子的可逆氧化还原过程。C-Ni/GCE 对 ACOP 和 Brucine 定量测定的稳定性、 重现性和选择性好，定量测定 Brucine，和 ACOP 的检测限分别达 1.410lt;#39;-8gt;molLlt;#39;-1gt; 和 6.010lt;#39;-7gt;molLlt;#39;-1gt;， 用于实际样品的测定获得满意结果，并可用于 ACOP、抗坏血酸和多巴胺的同时 测定，具有较高的灵敏度。 (2)血红素蛋白质在单壁碳纳米管修饰电极上的 直接电化学及分析应用利用单壁碳纳米管(SWNTs)-溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)将 血红蛋白、肌红蛋白、辣根
