石墨烯修饰金电极的制备及其同时测定多巴胺和尿酸

石墨烯修饰金电极的制备及其同时测定多巴胺和尿酸

艾永青;胡芹芹;肖虎勇;连盼盼;吕鉴泉

【摘要】Graphene modified gold electrode(Gr/Au) was got by the method that fresh grapheme which was prepared based on the Hummers method was attached to the surface of gold electrode.The electrochemical properties of the graphene modified gold electrode and the electrochemical behaviors of dopamine and uric acid at Gr/AuElectrode were investigated by cyclic voltammetry.The result shows that the electrochemical oxidation and reduction of dopamine and uric acid could be electrocatalyzed.Dopamine and Uric acid could be detected simultaneously with the exist of ascorbic acid.There are linear relationships between the anoidic peak current and the concentration of

dopamine(1.0~1000 μmol/L),uric acid(30~1000 μmol/L) in diff erential pulse voltammograms,the detection limits are 0.67 μmol/L and 6.0

μmol/L,respectively.%将Hummers法合成的新鲜石墨烯滴涂于金电极表面,制备了石墨烯修饰金电极（Gr/AuE）。用循环伏安法研究了Gr/AuE的电化学性能,及多巴胺和尿酸在该修饰电极上的电化学行为。结果表明：该修饰电极对多巴胺和尿酸都有电催化氧化作用且能在抗坏血酸存在条件下同时测定多巴胺和尿酸。在抗坏血酸存在下差分脉冲伏安法（DPV）氧化峰电流与多巴胺和尿酸的浓度分别在1.0～1000μmol/L和30～1000μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限分别为0.67μmol/L和6.0μmol/L.

【期刊名称】《湖北师范学院学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2012(032)004

【总页数】7页(P61-67)

【关键词】石墨烯;金电极;多巴胺;尿酸

【作者】艾永青;胡芹芹;肖虎勇;连盼盼;吕鉴泉

【作者单位】湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002;湖北师范学院化学与环境工程学院,湖北黄石435002

【正文语种】中文

【中图分类】G64

石墨烯(Graphene)是由碳原子组成的单层二维六角晶格结构的碳质新材料，具有极高的机械强度、极大的比表面积、优异的导电性、很高的载流子迁移率(达15000 cm2·V-1·s-1)；良好的热导率[1～3]、优良的生物亲和性、完美的量子隧道效应、室温铁磁性[4～7]等一系列特殊性质。自从英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯方面的卓越研究而被授予2010年诺贝尔奖，石墨烯的优异性能引起了科学工作者的广泛关注，被应用到纳米微器件、纳米复合材料、超级电容器、能源储存、超灵敏生物传感器等领域[8～9]。石墨烯比表面积大、导电性强、生物亲和性强等特点，将其应用于化学修饰电极可望得到性能更加优异的新型纳米电极。Sun[10]等人制备了石墨烯-Nafion修饰的玻碳电极并应用于咖啡因的测定。Li[11]等人利用石墨烯的强导电性和良好的生物

亲和性，研制了Nafion-辣根过氧化物酶-石墨烯修饰玻碳电极，建立测定过氧化

氢的新方法。然而，玻碳电极基体由非晶型碳构成，导电性明显不如石墨烯，这一缺陷阻碍了石墨烯优良性能的充分发挥。

本文拟充分利用石墨烯和金的导电能力和生物亲和性等优良特性，研制新型石墨烯修饰金电极(Gr/AuE)并探讨其电化学性能与应用。目前，该方面工作尚未见有报道。

1 试验部分

1.1 试剂与仪器

CHI842b电化学分析仪(上海辰华仪器公司)，三电极系统(铂丝为对电极、银-氯化银电极为参比电极)，Cyber scan510台式pH计(广州东南专业仪器公司)，KQ-100DB型超声波清洗器(昆山超声仪器厂)，电子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)。

多巴胺(DA, Sigma公司)，尿酸(UA, Sigma公司)，抗坏血酸(AA, 天津科密欧试

剂有限公司)，硝酸(武汉洪山中南化工试剂有限公司)，无水乙醇(天津天力化学试

剂有限公司)，铁氰化钾(天津凯通化学试剂有限公司)，氯化钾(天津科密欧化学试

剂有限公司)。其他试剂均为国产分析纯，实验用水为二次蒸馏水。

1.2 石墨烯的制备

参照Kovtyukhova[12]等报道的方法将石墨进行预氧化：将3 g石墨粉加入12.0 mL浓硫酸中，加入3.6 g K2S2O8和3.6 g P2O5，80 ℃条件下搅拌6 h，用

200 mL二次蒸馏水将混合物稀释，过滤，洗涤后烘干。

采用Hummers法[13]将上述预氧化石墨氧化为氧化石墨：称取0.5 g预氧化石墨加入23 mL浓硫酸中，0 ℃条件下将3.5 g KMnO4分六次缓慢加入反应体系中，搅拌2 h，水浴升温至35 ℃继续反应4 h，加入46 mL去离子水后进一步升温至98 ℃反应40 min，冷却后加入150 mL水稀释并逐滴加入适量30% H2O2，用0.45 μm微滤膜抽滤并用二次水反复洗涤至滤液pH为5～6，60℃真空干燥24 h.