球形微粒Co3O4电极催化氧化硫离子

尝试用氨蒸发诱导合成方法在石墨小片上生长球形Co₃O₄微粒, 并用其制备电极且进行S^2-的电化学氧化研究. 用极化曲线、恒电位技术等电化学方法考察了Co₃O₄电极对S^2-的电化学氧化的催化性能, 发现Co₃O₄电极对电化学氧化S^2-具有优异的催化性能, 极大地促进了-0.40 V 附近S^2-向含硫的酸根离子和低级多硫离子的转变, 电流密度最大可以达到580 mA·cm^-2. 恒电位极化表明电极的电催化稳定性良好; 电化学阻抗谱(EIS)测试显示Co₃O₄在碱性S^2-电解液中的电荷转移电阻很小, 这从电化学动力学角度解释了它对S^2-具有良好的催化性能.     

纳米氧化铜修饰的苯巴比妥分子印迹传感器的制备及其电化学性能

为了改善分子印迹传感器的灵敏度, 在四丁基高氯酸铵的支持电解质溶液中, 以甲基丙烯酸为功能单体, 马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂在纳米氧化铜修饰过的玻碳电极上电聚合了一种苯巴比妥(PB)识别性能的分子印迹传感膜. 采用循环伏安(CV)法、差分脉冲伏安(DPV)法及交流阻抗(EIS)法对这种纳米氧化铜修饰过的印迹及非印迹电极的电化学性能进行了研究, 结果显示纳米氧化铜修饰过的印迹及非印迹电极的电化学性能完全不同. X射线衍射(XRD)证实纳米粒子为氧化铜. 采用扫描电镜(SEM)对纳米氧化铜修饰过的印迹传感器的形貌进行分析, 发现纳米氧化铜分散在电极表面, 改善了修饰印迹传感器的识别点. 差分脉冲伏安法(DPV)表明苯巴比妥的浓度在1.0×10^-8-1.8×10^-4 mol·L^-1 范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数R=0.9994); 检出限2.3×10^-9 mol·L^-1 (信噪比(S/N)=3). 研究结果表明纳米氧化铜修饰过的印迹传感器具有较高灵敏度及选择性. 此印迹传感器能用于实际样品中苯巴比妥的检测, 加标回收率在95.0%-102.5%.     

基于石墨烯修饰的铜离子印迹电化学传感器研制与应用

以铜离子为模板离子,多巴胺为功能单体,采用电聚合法在石墨烯修饰碳电极表面成功制备对铜离子有高选择性和高灵敏性的印迹电化学传感器。采用差分脉冲伏安法和循环伏安法对该印迹传感器的电化学行为进行详细研究。优化检测条件,该印迹电化学传感器的响应电流与铜离子浓度的负对数在5×10_-6~5×10_-11 mol/L的浓度范围内呈良好的线性关系,最低检测限为1.0 × 10_-11mol/L。该印迹电化学传感器成功用于实际水样中的微量铜离子分析。     

固定漆酶聚苯胺-CoC2O4纳米复合物修饰电极的直接电化学

采用循环伏安法、微分脉冲伏安法、交流阻抗谱以及计时电流法等电化学方法,结合红外光谱、紫外-可见分光光度法、原子力显微镜、透射电子显微镜以及原子吸收光谱等辅助手段,表征了固定漆酶的聚苯胺-草酸钴纳米复合物的化学组成、结构和形貌,测试了纳米复合物固酶前后的导电性能的变化,研究了纳米复合物修饰电极上固定漆酶的直接电化学行为,评估了该电极的催化氧还原效能以及作为电化学传感器检测氧分子的性能。实验结果表明该电极在不含电子介体的溶液中以酶活性中心T2作为首要电子受体,将得到电子传递给化学吸附的氧气使其被电还原,其表观电子迁移速率为0.017 s^-1,且具有良好的催化氧还原性能（氧还原起始电位：460 mV vs NHE,转化氧分子为水的表观速率常数为2.6×10^-4 s^-1）,酶电催化氧还原为水分子步骤为反应的速控步。该电极作为电化学传感器对氧具有极低检测限（0.20 μmol·L^-1）,宽线性响应范围（0.4~7.5 μmol·L^-1）以及对底物高亲和力（K_M=122.4 μmol·L^-1）等优势。     

聚甲基丙烯酸甲酯-牛血清白蛋白核壳纳米粒子在金表面的吸附过程及在传感器中的应用

利用铜离子引发体系, 制备出核层为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壳层为牛血清白蛋白(BSA)的PMMA-BSA核壳纳米粒子. 通过透射电子显微镜(TEM)表征, 直接观察到PMMA-BSA纳米粒子的核壳结构.结合X射线光电子能谱(XPS)测试, 分析PMMA-BSA纳米粒子的表面成分, 证明PMMA-BSA纳米粒子的壳层是BSA. 利用带耗散的石英晶体微天平(QCM-D)研究了PMMA-BSA纳米粒子在金片表面的吸附行为. 频率的迅速下降, 耗散因子的快速上升, 说明PMMA-BSA粒子快速地吸附到金片表面. 利用磷酸盐缓冲液反复冲洗时, 频率和耗散没有变化, 表明PMMA-BSA 纳米粒子在金片上吸附较牢固. 以金电极为基底电极, 吸附PMMA-BSA纳米粒子后, 利用戊二醛修饰粒子壳层, 再通过氨基与醛基的反应来固定葡萄糖氧化酶, 制备出电流型葡萄糖传感器. 电化学测试表明该传感器对葡萄糖具有良好的电流响应, 在0.3 V的工作电位下, 响应电流与葡萄糖浓度在0.20-5.85 mmol·L^-1范围内呈现出较好的线性关系, 相关系数为0.989. 传感器的灵敏度高达28.6 μA·L·mmol^-1·cm^-2, 响应时间仅为11 s. 传感器还具有良好的稳定性, 在25℃下储存30 d, 响应电流仅下降了16%.     

Fe2O3/Al2O3二元气凝胶合成高质量单壁纳米碳管

通过溶胶和超临界干燥方法制得了Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶，其比表面积和孔隙体积分别为246 m²·g^-1和1.89 cm³·g^-1，并具有较宽的孔径分布。以Fe₂O₃/Al₂O₃二元气凝胶作催化剂，通过甲烷催化裂解成功地合成了高质量的单壁纳米碳管。利用FESEM、TEM和HRTEM、Raman光谱等分析手段研究了反应温度对单壁纳米碳管生长的影响。结果表明在900 ℃时合成单壁纳米碳管的质量较高，并且合成的炭产物为毡状，该炭产物主要为高质量的单壁纳米碳管。     

基于银纳米粒子/氧化石墨烯复合薄膜制备TNP电化学传感器

利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO), 以葡萄糖为还原剂直接在GO表面沉积银纳米粒子(AgNPs)得到性能稳定的AgNPs/GO纳米复合材料;基于该纳米复合材料修饰电极构建了一种新型的2, 4, 6-三硝基苯酚(TNP)电化学传感器。采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和交流阻抗(EIS)等多种方法对纳米复合薄膜进行了表征;并研究了TNP在复合薄膜修饰电极上的电化学行为和动力学性质。结果表明, AgNPs/GO对TNP有较强的电催化活性, 在复合薄膜修饰电极出现一灵敏的氧化峰和3个还原峰;利用氧化峰可对TNP进行定量分析。同时整个电极过程明显不可逆, 电极反应受到吸附步骤控制;复合膜电极表面覆盖度为5.617×10^-8 mol·cm^-2, 在所研究电位下的速率常数为9.745×10^-5 cm·s^-1。在pH 6.8的磷酸缓冲液中, 当富集电位为-0.70 V, 富集时间为60 s;TNP氧化峰电流与其浓度在5.0×10^-9~1.0×10^-7 mol·L^-1范围内成良好线性关系, 相关系数为0.995 8, 检出限可达1.0×10^-9 mol·L^-1。所制备的电化学传感器稳定性和选择性较好;用于实际水样中TNP的现场快速检测, 加标回收率在 97.6%~103.9%之间。     

硼-氮共掺杂垂直石墨烯电极的制备及其葡萄糖检测性能

采用电子辅助热丝化学气相沉积技术制备了垂直石墨烯(VG)、硼掺杂垂直石墨烯(BVG)、氮掺杂垂直石墨烯(NVG)及硼-氮共掺杂垂直石墨烯(BNVG)薄膜,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱及Raman光谱仪表征了形貌、微结构及成分,并采用电化学方法分析了其作为表皮传感电极的电化学性能。结果表明,BNVG薄膜由垂直于基片生长的二维纳米片排列成了三维多孔网结构,这些纳米片的硼和氮原子分数达到3.78%和2.75%。BNVG薄膜电极的皮肤接触电阻低至4.5 kΩ,对于葡萄糖的响应浓度范围在 0.001~10 000 μmol·L^-1,检测限低至 0.03 μmol·L^-1,具有良好的抗干扰能力及长期稳定性。     

琥珀酸构建具有超级电容器性能的混合金属有机骨架

采用简单的溶剂热法合成了混合金属有机骨架材料（MOF （Ni,Co））,然后通过X射线衍射、FT-IR、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和N₂吸附-脱附对制备的材料进行了表征,并进一步研究了其作为超级电容器电极材料的性能。结果表明,具有独特的纳米花状结构的MOF （Ni_1.2Co_0.8）可以提供更多的电活性位点,从而具有优异的电化学性能,在1 A·g^-1时的比电容为850 F·g^-1。同时本研究工作说明MOF （Ni）电极材料在掺杂适量钴元素后,可增强电极内部电子/离子转移,降低活性物质和电解液之间的接触电阻,提高导电性,增强电化学性能。     

纳米多孔结构镍基复合膜电极的电化学法制备及其电容特性

通过对电沉积法得到的Ni-Cu合金镀层进行电化学去合金化处理, 制备了纳米多孔结构金属镍膜. 采用循环伏安法对多孔金属镍膜在1 mol·L^-1 KOH溶液中进行阳极氧化处理, 获得了纳米多孔结构的镍基复合膜电极. 应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的膜电极的物理性质及赝电容特性进行了表征. SEM、XRD和XPS的测试结果表明, 所制备的纳米多孔结构镍基复合膜由Ni、Ni(OH)₂和NiOOH组成. 电化学实验结果显示, 该复合膜在20 A·g^-1的充放电电流密度下, 给出了578 F·g^-1的初始比电容; 在1000次充放电循环后, 它的比电容值为544 F·g^-1, 电容保持率为94%. 纳米多孔结构有利于KOH电解液的渗透, 从而促进反应物种在电极内部的传输; 纳米多孔的金属镍基体可以提高Ni(OH)₂膜的电子导电性; 纳米大小的Ni(OH)₂颗粒能够缩短质子的固相扩散路径. 上述因素是所制备的纳米多孔结构镍基复合膜电极具有优异赝电容特性的主要原因.     

纳米碳管电极的制备与电化学检测性能研究

纳米碳管由于其独特的物理和化学性能及广阔的应用前景而备受关注,其相关研究涉及到众多领域[1￣3]。在电化学分析领域,与其它碳电极材料相比,纳米碳管电极具有较大的电极表面积和较高的电子传递速率,其使用能增大响应电流、降低检出限,是目前电化学分析电极中一个十分引人注目     

基于电化学方法测定饮用水源水中的痕量铜离子

本文建立了一种饮用水源水中痕量溶解态铜离子（Cu²⁺）的定性和定量电化学检测方法. 该方法首先通过电化学循环伏安法于玻碳电极表面制备粒径约为70 nm的金纳米粒子（Au NPs）,然后采用方波阳极溶出伏安法进行待测水样中Cu²⁺的定性定量分析. 研究结果表明,对于标准溶液,方法的检出限为1.3μg·L^-1,线性范围在2 ~ 50μg·L^-1之间,常见重金属离子对其定性定量分析几无影响. 在此基础上,将该方法应用于福建省重要的饮用水源水--闽江中游水样中Cu²⁺的含量分析,所得测试结果与国家标准方法（石墨炉原子吸收光谱法）无显著性差异,标准偏差在20%以内. 本方法具有电极制备简单、测定成本低以及分析快速等优点,进一步优化电极制备方法以提高方法的重现性和定量准确度,将可望用于现场测定各种饮用水源水中的痕量溶解态Cu²⁺.     

碳纳米管/五氧化二钒空心球的制备及其电化学性能研究

采用溶剂热法制备了碳纳米管穿插的分级结构五氧化二钒空心球（VOC_x）. 使用XRD、SEM、循环伏安曲线和充放电曲线研究了不同碳纳米管量对产物结构、形貌和电化学性能的影响. 结果表明,碳纳米管的加入明显改善了VOC的倍率特性. 碳纳米管含量为7.1%时,0.5 A·g^-1电流密度下,其比电容达到346 F·g^-1,8 A·g^-1电流密度时,其电容保持率可达75%. 与活性炭组装成混合电容器,在功率密度为700 W·kg^-1时,能量密度达12.6 Wh·kg^-1.     

金纳米粒子/聚多巴胺/碳纳米管修饰玻碳电极对核黄素的测定

采用原位还原法制备金纳米粒子/聚多巴胺/碳纳米管（Au-PDA-MWNTs）复合材料,并将其用于建立高灵敏检测核黄素的电化学方法.采用紫外–可见光谱、扫描电镜、x-射线能谱对Au-PDA-MWNTs复合材料进行表征,采用循环伏安法和差示脉冲伏安法探讨核黄素（RF）在Au-PDA-MWNTs修饰的玻碳电极上的电化学行为,并对RF含量进行测定.该方法对核黄素的检测在5×10^-9 mol·L^-1～1×10^-5 mol·L^-1的范围内呈良好的线性关系（R=0.9906）,检测限为1.7×10^-9 mol·L^-1.本方法操作简便、抗干扰能力强,方法可行,因此该方法成功实现了维生素药片中RF含量的测定.     

磁性碳纳米管表面多金属离子印迹聚合物制备及应用

以磁性碳纳米管为载体,Co~(2+)、Cu~(2+)及Cd~(2+)等多种金属离子为模板和多巴胺为功能单体,研制一种对多种重金属离子具有高选择性吸附性能的磁性离子印迹聚合物(MIIPs)。采用红外光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等技术手段对MIIPs进行了表征。采用原子吸收光谱详细研究了MIIPs的吸附性能,结果表明,MIIPs不仅具有优异的磁性能,而且对Cu~(2+)、Co~(2+)及Cd~(2+)具有快速、高效的选择识别能力,最大吸附量分别为46.08、36.35和30.65 mg/g。结合磁固相萃取和原子吸收光谱,MIIPs成功用于淤泥中Cu~(2+)、Co~(2+)及Cd~(2+)的同时分离富集,富集因子分别为18.6、13.4以及10.9。     

A novel fluorometric detection of Cu(2+) based on self-assembled bilayers

Fluorescent reagent sodium 1-naphthylamine diacetate (NADA) was assembled onto gold electrodes via its electrostatic interaction with cysteine (Cys) that was directly assembled on the gold electrode surface. Formation of the self-assembled bilayers was confirmed and primarily characterized by cyclic voltammetry and X-ray photoelectron spectra (XPS). The Cys modification of the gold electrode prevented direct adsorption of NADA onto the gold electrode and hence eliminated fluorescence quenching by gold. Strong fluorescence was observed from the NADA self-assembled bilayers at gold surface and was highly efficiently quenched by Cu²⁺ that allowed for an extremely highly sensitive detection of Cu²⁺ with a detection limit of 0.2 ppt and quantitative detection range of 0.5–9 ppt. The fluorescence from NADA/Cys/Au can be easily regenerated and therefore the present report showed a reusable method for immobilizing reagent in fabricating fluorescent chemosensors.     

Electroanalysis of cationic species at membrane-carbon electrodes modified by polysaccharides. Bioaccumulation at microorganism-modified electrodes

Membrane-carbon electrodes modified with polysaccharides suspensions entrapped between a dialysis membrane and the carbon surface were used for electroanalysis of various cationic species. Cationic complexes of ruthenium and cobalt, metallic cations (Cu²⁺, Fe³⁺, UO₂²⁺) as well as methylviologen were considered. By investigating various parameters (concentration of the suspension, pH) binding of the cations by the polysaccharides was demonstrated. Comparison of cations uptake by different kinds of polysaccharides such as alginic acid, polygalacturonic acid, pectin, dextran and agar was performed. This study has been extended to natural biomaterials, alga and lichen, which are known to contain polysaccharides. The interest of the membrane–electrode strategy is described.     

Cloride-derived copper electrode for efficient electrochemical reduction of CO2 to ethylene

Transformation of CuCl into cubic structure of bi-phasic Cu₂O-Cu (CB-Cu) enhanced production of ethylene from electrochemical reduction of CO₂.     

Measuring quaternary ammonium cleaning agents with ion selective electrodes

Data for coated-wire, ion selective electrodes (ISEs) are presented for cationic surfactant ions found in common cleaners including benzyldimethyltetradecylammonium, benzyldimethyldodecylammonium, and benzyldimethylhexadecylammonium. The ion exchangers dinonylnaphthalene sulfonic acid, tetraphenyborate, and tetrakis(4-chlorophenyl)borate are examined, showing dinonylnaphthalene sulfonic acid to be the favored species. The ISEs exhibit approximately Nernstian behavior down to the 10⁻⁶ M limit of detection with lifetimes in excess of 50 days when used continuously, and a shelf life of over 100 days. Reaching the upper detection limit at the critical micelle concentration requires use of polymeric-membrane reference electrodes including a new membrane cocktail, which allow response measurements of an order of magnitude higher than the traditional fritted-glass reference electrode. The surfactant ISEs show excellent selectivity over the common metal ions Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, and Cu²⁺ with selectivity coefficients less than 10^−5.3. The ISEs are also selective over the lower molecular weight quaternary ammonium ions tetradecyltrimethylammonium, dodecyltrimethylammonium, benzyldimethyl(2-hydroxyethyl)ammonium, and tetrabutylammonium with selectivity coefficients ranging from 10^−1.7 to 10^−5.5. Use of a single electrode to determine accurately the total cationic surfactant concentration in common cleaning solutions is accomplished with information about concentration dependent interferences and a modified Nikolsky–Eisenman model. Finally, quaternary ammonium surfactants have a deleterious effect on the measurements of pH and common ions like K⁺, Mg²⁺ and Ca²⁺ with polymeric ISEs. This makes it critical to include surfactant electrodes in a detector array when cleaning agents are present.     

Electrochemical sensor for Cd2+ and Pb2+ detection based on nano-porous pseudo carbon paste electrode

An electrochemical sensor based on self-made nano-porous pseudo carbon paste electrode (nano-PPCPE) has been successfully developed, and used to detect Cd²⁺ and Pb²⁺. The results showed that the electrodes can quantitatively detect trace Cd²⁺ and Pb²⁺, and with satisfied limit of detection, which has great significance in electrochemical analysis and detection.