对氨基苯磺酸石墨烯nafion修饰电极的制备及应用.docx

对氨基苯磺酸石墨烯nafion修饰电极的制备及应用 野生稻广泛分布于自然界，如蝗虫、卷烟、蒲公英和其他植物。 自2004年由Geim小组发现石墨烯以来,以其优良的导电性、超高的比表面积、高载流子迁移率 1 实验部分 1.1 扫描电镜sem CHI 660型电化学工作站 ( 上海辰华仪器公司) ,三电极系统: PABSA/GN/Nafion修饰电极为工作电极 ,Ag /Ag Cl电极为参比电极,铂丝为对电极; PHS-3C型p H计 ( 上海雷磁) ; 超声清洗仪; Y-2000型X射线衍射仪 ( 辽宁丹东奥龙) ,S4800型扫描电子显微镜( 日本日立) 。 石墨粉( 东华石墨厂) 、L-半胱氨酸( 上海生工公司) 、芦丁标准品( 上海捷润公司) 、复方芦丁片 ( 亚宝药业 公司) ,0. 01 mol/L磷酸盐缓 冲液 ( PBS) ,其它试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸馏水。 1.2 石墨烯的制备 采用Hummers法制备氧 化石墨 1.3 电极装饰 首先对玻碳电极进行活 化处理,玻碳电极 ( GCE) 依次用0. 3,0. 05μm氧化铝粉末抛光成镜面,然后在HNO 1.4 电化学行为测定 将三电极系 统浸入含 有不同浓 度芦丁的0. 01 mol / L PBS溶液 ( PH 2. 0 ) 中,采用差分脉冲伏安法考察芦丁的电化学行为并记录其峰电流值, 做标准曲线。 2 结果与分析 2.1 石墨面的衍射峰的测定 图1A是石墨、氧化石墨和石墨烯的XRD图。 从图1A可以看出,石墨在2θ 为26. 48°有一个很尖很强的衍射峰,即石墨( 002) 面的衍射峰,当石墨被氧化为氧化石墨后,石墨( 002) 面的衍射峰消失了,但在2θ 为10. 84°处出现新的衍射峰,这说明石墨原有的结构遭到破坏,生成了新的晶型。当氧化石墨 被还原为 石墨烯后,石墨烯在2θ 为24. 66°出现衍射峰,位置与石墨的衍射峰相近,但峰形变宽,强度减弱,这是由于石墨烯的尺寸缩小导致的。 图1B为石墨烯的SEM形貌,石墨烯的表面呈褶皱的半透明结构,这可能是由于石墨烯在还原的过程中大量的含氧官能团被去除,使得石墨烯表面出现褶皱,另外石墨烯的片层很薄,说明所制备的石墨烯得到了很好的剥离,结合XRD图可知,氧化石墨已被完全还原为石墨烯,且石墨烯为无定型结构。 2.2 修饰电极的制备 图2为PABSA在GN/Nafion /GCE上电聚合过程的循环伏安图。在电位分别为 + 1. 1 V( 峰a) ,- 0. 5 V( 峰b) ,+ 0. 3 V( 峰c) 处出现较强的氧化还原峰,且随着扫描圈数的增加,峰电流也逐渐增大,说明有对氨基苯磺酸膜附着在电极表面, 随着对氨基苯磺酸膜厚度的增加,峰电流值不再增大,同时可以用肉眼观察到电极生成一层褐色的聚对氨基苯磺酸薄膜,以上实验现象说明对氨基苯磺酸已通过电聚合的方式沉积到GN/Nafion /GCE修饰电极表面,与文献 2.3 pabsa修饰电极对芦丁峰电流值的影响 采用差分脉冲伏安法对芦丁在不同电极上的电化学行为进行研究。由图3可知,芦丁在裸玻碳电极上于0. 5 V电位附近处出现了一个峰电流,但峰值较小,仅为8. 347 μA( 图3a) ,与裸GCE相比, PABSA修饰电极时,芦丁的峰电流迅速增大至52. 26 μA( 图3b) ,这可能是由于对氨基苯磺酸中的氨基与芦丁中的羟基作用形成氢键,加快了电子转移速度; 当修饰电极为GN/Nafion /GCE( 图3c)时,芦丁的峰电流值持续增加,其峰电流值变为73. 73 μA( 图3d) ,这可能是由于石墨烯的优良导电性以及大的比表面积提高了电极对芦丁的负载量。 当用PABSA/GN/Nafion/GCE作为修饰电极时,峰电流达到最大值89. 17 μA,这可能是由于PABSA通过电聚合的方式穿插到GN层间,增加了电极的表观表面积,对芦丁的电化学响应产生协同作用,提高了芦丁的检测灵敏度。 2.4 芦丁在pabsa/gn/nafion/gce的电化学行为 2. 4. 1溶液p H的影响为了确定实验的最佳p H,对溶液的p H进行优化。从图4中可以看出, 随着溶液p H的增大,芦丁的氧化还原峰电流逐渐降低,氧化还原溶出峰电位负向移动,线性回归方程为: Epa( V) = - 0. 0571p H + 0. 6429 ( r = 0. 9952) , Epc( V) = - 0. 0349p H + 0. 6519 ( r = 0. 9724) ,其氧化峰斜率为 -57. 1 m V/p H,与理论值 -59. 2 m V/p H非常相近,表明芦丁的电极反应为等电子等质子参与的氧化还原过程 2. 4. 2扫描速率 的影响为了 考察芦丁 在PABSA / GN / Nafio