[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型碳納米管電化學(xué)傳感界面及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410175736.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103969318A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 習(xí)玲玲;王鳳麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/48
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/48;G01N27/30
• 代理公司: 杭州中成專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 唐銀益

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種新型聚對(duì)氨基苯磺酸/季銨陽(yáng)離子功能化碳納米管/單層對(duì)氨基苯磺酸靜電自組裝納米復(fù)合物膜修飾電極電化學(xué)傳感界面的制備。

背景技術(shù)

修飾電極電化學(xué)分析法具有靈敏度高，所用儀器設(shè)備簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)微型化，不需要任何樣品預(yù)處理和分離過(guò)程，簡(jiǎn)化分析程序和縮短分析時(shí)間等突出優(yōu)點(diǎn)。碳納米管(CNTs)因具有比表面積大，導(dǎo)電性好及促進(jìn)電子傳遞能力，被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)修飾電極傳感界面的制備中。但迄今為止，碳納米管的分散和在電極表面的有序組裝一直是該研究領(lǐng)域的難題。曾有報(bào)道用表面活性劑十二烷基磺酸鈉和有機(jī)聚合物試劑等在一定程度上改善了碳納米管的分散性[1-5]，但簡(jiǎn)單滴涂制備法等無(wú)法實(shí)現(xiàn)碳納米管在電極表面的有序組裝，且分散試劑在電極表面的殘留會(huì)阻礙傳感界面的電子傳遞性能，從而大大降低了碳納米管修飾電極的電化學(xué)性能和電催化活性。研究如何讓CNTs在電極表面形成高度有序、結(jié)構(gòu)可控和定向密集的穩(wěn)定薄層結(jié)構(gòu)，構(gòu)建靈敏、穩(wěn)定的電化學(xué)傳感界面是目前筮待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)共價(jià)鍵合上季銨陽(yáng)離子基團(tuán)，使碳納米管在環(huán)境友好溶劑水中的分散性極大程度地提高；同時(shí)，利用新功能化后的碳納米管的靜電強(qiáng)吸附能力，將高度分散的季銨陽(yáng)離子功能化碳納米管靜電自組裝在表面帶負(fù)電荷的對(duì)氨基苯磺酸單分子層修飾玻碳電極表面，制作CNTs有序分散、穩(wěn)定的修飾電極，該修飾電極能完好保持碳納米管的電化學(xué)活性和電催化活性。之后再靜電自組裝上荷負(fù)電的聚對(duì)氨基苯磺酸導(dǎo)電聚合物膜。該層層靜電自組裝制備技術(shù)方法簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，條件可控，可極大程度地提高碳納米管在電極表面組裝時(shí)的有序性，且可大大提高傳感界面制備的重復(fù)性。

本發(fā)明利用陰離子導(dǎo)電聚合物膜的表面負(fù)電荷活性，以及季銨陽(yáng)離子功能化碳納米管表面正電荷活性、大的比表面積和優(yōu)越的電子傳導(dǎo)性能，通過(guò)層層靜電自組裝制備一種新型的聚對(duì)氨基苯磺酸/季銨化陽(yáng)離子功能碳納米管/單分子層對(duì)氨基苯磺酸納米復(fù)合物膜電化學(xué)傳感界面。迄今為止，此制備方法目前未見(jiàn)報(bào)道。以多巴胺為例，研究了多巴胺(DA)在該修飾電極上的電化學(xué)氧化行為，由于該電極具有的獨(dú)特三維空間結(jié)構(gòu)和高濃度的負(fù)電荷活性基表面，以及納米復(fù)合物膜所具有的協(xié)同增強(qiáng)電催化活性，大大增加了DA的電子傳遞速率，降低了氧化過(guò)電位，從而大大提高了測(cè)定的靈敏度。

ZhangJ,GaoL,Dispersionofmutiwallcarbonnanotubesbysodiumdodecylsulfatefor preparationofmodifiedelectrodestowarddetectinghydrogenperoxide,Mater.Lett.,61,3571-3574,2007.

WuKB,SunYY,HuSS,Developmentofanamperometricindole-3-aceicacidsensorbasedon carbonnanotubesfilmcoatedglassycarbonelectrode,Sensor.Actuat.B-Chem.,96,658-662,2003.

WangJ,MuamehM,LinYH,SolubilizationofcarbonnanotubebyNafiontowardthe preparationofamperometricbiosensors,J.Am.Chem.Soc.,125,2408-2409,2003.

RubianesMD,RivasGA,Dispersionofmulti-wallcarbonnanotubesinpolyethylenimine:a newalternativeforpreparingelectrochemicalsensors,Electrochem.Commun.,9,480-484,2007.

BolloS,FerreyraNF,RivasGA,ElectrooxidationofDNAatglassycarbonelectrodemodified withmultiwallcarbonnanotubesdispersedinchitosan,Electroanalysis,19,833-840,2007.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，構(gòu)建一種新型的聚對(duì)氨基苯磺酸/季銨陽(yáng)離子功能化碳納米管/單分子層對(duì)氨基苯磺酸納米復(fù)合物膜修飾電極電化學(xué)傳感界面。該傳感界面成功用于多巴胺的高穩(wěn)定性、高靈敏度電化學(xué)檢測(cè)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：