[发明专利]杂多钨酸盐/碳纳米管/壳聚糖三元复合膜修饰电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及杂多钨酸盐/碳纳米管/壳聚糖三元复合膜修饰电极的制备方法。

背景技术

碳纳米管（CNTs）由于具有优良的机械、热学和电学性能而一直成为国内外研究的热点。然而，未经修饰的CNTs，几乎不溶于所有的溶剂，这就限制了其在某些领域的应用。壳聚糖（Chitosan）是一种多糖生物聚合物，它具有良好的成膜能力，高的渗透性和强的附着力，且具有氨基和羟基活性基团，满足制备牢固且具有电化学活性的CNTs复合膜的要求。而且，chitosan是天然的阳离子聚电介质，其氨基的质子化在pH<6.5条件下带有高的正电荷。更重要的是，chitosan和CNTs的复合物结合了两种材料的特性，能够为氧化还原介质提供了一个良好的电化学传感平台。

近年来，多金属氧酸盐化合物（POMs）丰富的氧化还原性质使之非常适合作为修饰电极的材料和电催化剂，已引起了科学家的广泛关注。可以通过多种方法得到POMs修饰电极，如电沉积，吸附，包埋到导电聚合物基体中，单层、多层膜自组装法以及碳糊法等。另外，修饰电极的有效面积是降低电极反应过电位，提高电极效率的关键因素。利用纳米材料对电极表面进行修饰是提高电极面积的有效方法。然而，将杂多钨酸盐组装到CNTs表面的报道还很少见。

发明内容

本发明的目的就是提供一种多酸/碳纳米管/壳聚糖三元复合膜修饰电极的制备方法。

本发明选用Dawson型钨磷酸阴离子[P₂W₁₈O₆₂]^6-作为电化学活性组分来制备修饰电极，以壳聚糖作分散剂，得到了碳纳米管?壳聚糖复合物，并使该复合物在电极表面形成的膜，再进一步通过静电作用来组装[P₂W₁₈O₆₂]^6-阴离子到电极表面，其具体步骤如下：

1、玻碳电极的常规预处理；

2、 碳纳米管?壳聚糖悬浊液的制备：将壳聚糖溶于0.1 mol/L醋酸溶液中，制得溶液中壳聚糖的浓度为1mg/ml，将碳纳米管分散到0.1 mol/L醋酸溶液中，制得溶液中碳纳米管的浓度为0.5mg/ml；将上述两种溶液混合，超声30分钟得到碳纳米管?壳聚糖悬浊液；

3、取6 μl该悬浊液滴到玻碳电极表面，室温下干燥2小时；

4、碳纳米管?壳聚糖修饰电极活化处理：碳纳米管?壳聚糖修饰电极在pH = 2的H₂SO₄溶液中，在0.0至1.2V范围内循环扫描2-8周以得到稳定的电信号，碳纳米管?壳聚糖修饰电极经过活化处理后不仅可以得到灵敏的、稳定的电信号，而且还能够减小记忆效应的影响；

5、将碳纳米管?壳聚糖电极移到1 mM P₂W₁₈ (pH = 2的 H₂SO₄)溶液中浸泡20分钟，水洗，并在蒸馏水中浸泡20分钟以除去物理吸附的P₂W₁₈，之后便得到P₂W₁₈/CNTs?chitosan修饰电极。

本发明杂多钨酸盐/碳纳米管/壳聚糖三元复合膜修饰电极的制备方法，先在碳纳米管上包裹壳聚糖聚合物，然后利用蒸发成膜的方法使该复合物在电极表面形成薄膜，该层膜有大量的正电荷，可通过静电引力将杂多钨酸盐阴离子吸附在复合物表面，通过上述方法不仅成功的将杂多钨酸盐组装到碳纳米管表面，且极大的提高了多酸/碳纳米管修饰电极的灵敏度和稳定性。

附图说明

图1 为Chitosan和CNTs?chitosan修饰电极的微观形貌的扫描电镜（SEM）图，其中(A)为Chitosan膜，(B) 为CNTs?chitosan膜；

图2给出了酸化处理后的（a）CNTs，（b）Chitosan及（c）CNTs?chitosan复合物的红外光谱；

图3分别为chitosan，CNTs?chitosan和P₂W₁₈/CNTs?chitosan膜的阻抗谱Nyquist曲线；

图4为P₂W₁₈/CNTs?chitosan修饰电极在pH = 2的H₂SO₄溶液中的循环伏安曲线。

具体实施方式