论文部分内容阅读
纳米金颗粒和碳纳米管具有独特的电子、光学和催化特性。利用物理、化学的各种相互作用,可以将纳米金颗粒和碳纳米管固定到电极表面,从而制备成由这些导电纳米材料所构建的纳米结构的电极。这些纳米结构的电极往往具有由于这些导电纳米材料所引起的一些独特性质,从而使其在电化学传感、生物电化学、分子识别、能量转换等方面有着良好的应用前景。
第一章综述了纳米金颗粒和碳纳米管修饰电极的常用制备方法及其电化学应用和电分析化学的研究现状及进展。
第二章研究了纳米金颗粒薄膜修饰电极的基础电化学和电分析化学应用。在金电极的表面,首先自组装烷基二硫醇单层膜,然后在其上修饰粒径为12纳米的金颗粒,并采用羟胺晶种(seeding)的方法扩增金颗粒的尺寸,从而制成纳米金颗粒薄膜修饰电极。纳米金颗粒的修饰被认为恢复了被烷基二硫醇绝缘膜阻挡的长程电子传递过程,它们在电极与铁氰化钾之间的异相电子传递过程中起着“中继体”的作用,从而使得该电极具有良好的导电性。实验还发现,所制备的纳米金颗粒薄膜修饰电极具有小的界面电容。这使得该电极非常适合于循环伏安法检测痕量环境污染物,如儿茶酚。
第三章发展了一种制备稳定的碳纳米管膜电极的新方法,所制备的碳纳米管膜电极具有良好的电极反应活性、可调的电化学尺寸以及小的界面电容的优点。该方法是利用碳纳米管的疏水侧壁与烷基硫醇自组装膜的疏水表面层之间的疏水相互作用而将碳纳米管自组装到烷基硫醇的自组装膜上。我们发现,碳纳米管在十八亚甲基烷基硫醇自组装膜上的吸附量是可控的,这意味着能调节所制备的碳纳米管修饰电极的电化学尺寸,从而得到纳米电极阵列或者常规尺寸的碳纳米管修饰电极。本章所建立的方法对于碳管电极的电化学以及电分析化学的研究提供了基础。