1、第8期化 學 世 界459多壁碳納米管/磷鉬酸修飾電極對抗壞血酸的電催化作用羅宿星, 伍遠輝, 勾 華11, 21(1. 遵義師范學院化學系, 貴州遵義563002; 2. 重慶大學材料科學與工程學院, 重慶400045摘 要:制備了GC/M WNTs/PM o 12O 3-40修飾電極, 研究了其在硫酸溶液中的電化學行為, 采用循環伏安法研究了修飾電極對抗壞血酸的電催化特性。結果表明, 該修飾電極在硫酸溶液中的電化學行為是表面控制過程?？箟难岬臐舛仍? 101 10m ol/L 范圍內, 催化電流與抗壞血酸的濃度呈現良好的線性關系, 該修飾電極具有較好的穩定性。關鍵詞:磷鉬酸; 碳納米管;

2、 抗壞血酸; 修飾電極中圖分類號:O 646. 54 文獻標志碼:A 文章編號:0367 6358(2010 08 0459 03-3-2Electrocatalytic A ctivit y of M ulti carbon N anotube Electrode/Phosphomolybdic A cid M odified Electrode for A scorbic A cidLUO Su xing 1, WU Yuan hui 1, 2, GOU H ua 1(1. Depar tme nt of Che mistry , Zunyi N or mal Colleg e , G u

3、iz h ou Zuny i 563002, China; 2. S chool of M ate rial S cience and En gineer ing , Chong qing Univ ersity , Chong qing 400045, ChinaAbstract:GC/M WNT s/PM o 12O 3-40mo dified electr ode w as prepared and its electrochemical behavior in H 2SO 4solutio n w as studied. T he electro chemical char acter

4、istics of the modified electro de w ere studied byusing cyclic v oltam metry. T he result show ed that electrochemical behavior of the m odified electrode in H 2SO 4solution w as a diffusion contro lled process. T here w as a g ood linear relationship betw een the peak current and the concentr ation

5、 o f asco rbic acid in the rang e of 3 10-31 10-2mol/L. T he m odified electr ode had goo d stability.Key words:pho spho moly bdic acid; carbon nanotube; asco rbic acid; m odified electrode雜多酸作為一類豐富的無機金屬氧化物群, 由于其獨特的分子結構和電子性質, 已在催化、分子材料3和醫藥4等領域得到廣泛的應用, 成為人們廣泛關注的熱點。但雜多酸比表面積小, 不利于充分發揮催化活性, 將雜多酸有效地負載于合適

6、的載體上, 使其高度分散, 以增大其比表面積, 提高催化效率, 因而在實際應用中受到人們的關注。目前, 科研工作者對于負載雜多酸修飾電極的研究主要集中在把雜多酸作為摻雜物摻雜于聚吡收稿日期:2009 12 31; 修回日期:2010 06 1751, 2咯、聚苯胺等導電聚合物方面, 而對于將其摻雜于多壁碳納米管中制備修飾電極的研究國內鮮見報道。雜多酸修飾電極常用來檢測一些電活性無機物6, 7, 如NO -2, 而對生物電活性物質, 如抗壞血酸的研究較少。本文制備了多壁碳納米管/磷鉬酸復合膜修飾電極, 研究了它在硫酸溶液中的電化學行為, 發現它對抗壞血酸存在催化作用。1 實驗部分基金項目:貴州省

7、教育廳自然科學研究資助項目(2008068 ; 遵義市科技局基金資助項目(科合社200824作者簡介:羅宿星(1984 , 女, 四川眉山人, 碩士, 講師, 主要從事電分析化學方面的研究。E m ail:luosuxing123123163. com460化 學 世 界 2010年91. 1 儀器與試劑CH I 660C 型電化學工作站(上海辰華公司 ; 三電極體系:飽和甘汞電極(SCE 為參比電極, 鉑電極為對電極, 玻碳電極或修飾電極為工作電極?；瘜W試劑均為分析純, 實驗用水均為二次蒸餾水。1. 2 實驗方法1. 2. 1 電極的預處理玻碳電極分別用1800#, 2000#, 4000#

8、金相砂紙打磨拋光, 再依次用丙酮, 乙醇, 10%NaOH 溶液, 1! 1的H NO 3溶液, 二次蒸餾水清洗, 烘干備用。1. 2. 2 GC/M WNTs/PM o 12O 3-40修飾電極的制備經預處理的玻碳電極以50mV/s 掃速在0. 5mol/L H 2SO 4中在-0. 21. 2V 之間掃描至穩定, 烘干。把處理后的多壁碳納米管超聲分散于磷鉬酸水溶液中, 磷鉬酸分子就會通過自發而強烈的化學吸附作用被吸附到多壁碳納米管表面8, 這樣就能使其分散, 防止聚集, 從而產生穩定的黑色懸浮液。處理后的玻碳電極置于懸浮液中, 循環伏安掃描至穩定, 用二次蒸餾水洗滌。2 結果與討論2. 1

9、 碳納米管和磷鉬酸在玻碳電極上的聚合玻碳電極在多壁碳納米管和磷鉬酸混合液中的連續循環伏安圖見圖1。由圖可以看出, 隨著掃描次數的增加, 峰電流增大, 表明修飾膜的增長。循環伏安圖中氧化還原峰表明磷鉬酸以大陰離子作為對 離子的形態摻雜到碳納米管中。別為+0. 31、+0. 17、-0. 05V, 與文獻值相符, 并且陰極峰電流值幾乎與對應的陽極峰電流值相等。在酸性溶液中, PMo 12O 3-40這三對峰對應的電化學反應如下10:-+PM o 12O 3-40+2e +2H -+H 2PM o 12O 3-40+2e +2H -+H 4PM o 12O 3-40+2e +2H2PM o 12O

10、3-404PM o 12O 3-406PM o 12O 3-40(1 (2 (3反應(1 、(2 、(3 分別對應于氧化還原峰1、2、3, 這些反應均伴隨著質子化過程。以峰2為例, 作峰電流I p 與掃描速率v 的關系圖(見圖2 , 由圖可知, 在低于200m V/s 的掃描速率下, 陰極和陽極峰電流與掃描速率成線性關系。因此, PMo 12O 3-40的電化學行為是表面控制過程。圖2 修飾電極在0. 5mol/L H 2SO 4溶液中于不同掃描速率下的循環伏安圖(ad:50, 100, 150, 200mV s -12. 3 GC/M WNTs/PM o 12O 3-40修飾電極對抗壞血酸的

11、電催化圖3為GC/M WNTs/PM o 12O 3-40修飾電極在不同濃度的抗壞血酸上的循環伏安圖。經對比實驗發現, 裸玻碳電極和多壁碳納米管修飾電極對抗壞血酸在0. 43V 附近無氧化還原峰; 而GC/MWNT s/PMo 12O 3-40修飾電極對抗壞血酸在0. 43V 附近有明顯的電催化作用, 且峰電流與抗壞血酸濃度呈良好的線性關系(見圖3 , 相關系數r =0. 988。圖1 玻碳電極在多壁碳納米管和磷鉬酸溶液中的連續循環伏安圖2. 2 GC/M WNT s/PM o 12O 40修飾電極在硫酸溶液中的電化學行為圖2為GC/MWN Ts/PM o 12O 3-40電極在0. 5mol

12、/L H 2SO 4溶液中于不同掃描速率下的循環伏安圖。由圖可見, 修飾電極在H 2SO 4溶液中有三對準可逆的氧化還原峰, 峰電流隨著掃描速率的增加 , 1圖3 G C/M W NT s/PM o 12O 3-40修飾電極在不同濃度的抗壞血酸上的循環伏安圖(a d:3 10-3、7 10-3、9 10-3、1 10-2mo l/L 抗壞血酸3-第8期化 學 世 界4612. 4 掃描速率的影響圖4為不同的掃速對峰電流的影響圖, 圖中抗壞血酸的濃度為7 10-3mol/L, 掃速依次為a. 50; b. 100; c. 150; d. 200; e. 250mV/s 。由圖可知, 抗壞血酸的氧

13、化峰電流隨掃速的增加而增大, 且峰電流與掃速成正比(見圖5 , 其線性相關系數r =0. 991, 表明該過程主要受表面過程控制。3 結論(1 采用循環伏安法制得GC/M WNT s/PMo 12O 3-40修飾電極, 在低于200mV/s 的掃描速率下, 它在硫酸溶液中的電化學行為是表面控制過程。(2 GC/M WNT s/PMo 12O 40修飾電極對抗壞血酸有明顯電催化作用, 且峰電流與抗壞血酸濃度呈良好的線性關系。(3 抗壞血酸的氧化峰電流隨掃速的增加而增大, 且峰電流與掃速成正比, 該過程主要受表面過程控制, 該修飾電極具有良好的穩定性。參考文獻:1 Y ang L , H aruo

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