碳纳米管修饰的碳糊铁离子选择性电极的研究

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碳纳米材料在修饰电极领域的应用

碳纳米材料在修饰电极领域的应用谷飞;鲍昌昊;黄蓉萍;马静芳;李元;李梅;程寒【摘要】Carbon nanomaterials have received great interest because of their unique mechanical, electrical, and chemical properties.Especially, some kinds of novel carbon materials including carbon nanotubes and graphene due to great specific surface area, high conductivity, and good biocompatibility become research focus.Carbon nanomaterials have showed their unique advantages for modified electrodes in electrochemical field.Carbon nanomaterial modified electrode has high sensitivity, selectivity and good medium ellect.This paper mainly review the research and application of carbon nanomaterials including carbon nanotubes, graphene, fullerene, and nanodiamond to modified electrodes.%碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能等特点,被人们广泛研究,特别是具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管和石墨烯更是研究的热点,在电化学领域显示出独特的优势.采用碳纳米材料修饰的电极具有高灵敏度、高选择性及优良的媒介作用.主要阐述了碳纳米材料在修饰电极领域中的应用,从功能及应用上重点探讨了近年来碳纳米管、石墨烯、富勒烯、纳米金刚石等碳纳米材料在修饰电极领域的研究进展.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2017(028)002【总页数】6页(P263-268)【关键词】碳纳米材料;修饰电极;石墨烯;碳纳米管;富勒烯【作者】谷飞;鲍昌昊;黄蓉萍;马静芳;李元;李梅;程寒【作者单位】中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074;中南民族大学药学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】O657.1纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料. 碳纳米材料主要包括碳纳米管(CNT)、石墨烯(CP)、富勒烯以及金刚石，有序介孔碳等.1991年日本饭岛博士[1]在用高分辨透射电镜观察C60的结构时发现了碳纳米管，碳纳米管又称巴基管，按照石墨烯片层数可把其简单分为：单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs). 2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫[2]用实验方法从石墨中分离出了石墨烯(Graphere, CP)，由此证明了石墨烯能单独存在. 近年来石墨烯掺杂技术的研究取得了很大的进展，出现了碳掺杂石墨烯，硼掺杂石墨烯等新材料. 富勒烯是一个大家族，包括C50，C60，C70等. 纳米金刚石硬度高，化学性质稳定，其研制和应用一直是研究的热点. 有序介孔碳是二十世纪九十年代出现的一种纳米碳材料，在制作储氢材料和电极方面具有很好的应用前景.由于碳纳米材料具有良好的力学、电学及化学性能而被人们广泛研究，特别是具有大比表面积、高的电导率和良好生物相容性的碳纳米管和石墨烯更是研究的热点.这些新型碳材料具有优异的物理和化学特性，被广泛应用于诸多领域，特别是在电化学研究中显示出其独特的优势.1.1 电催化作用碳纳米管修饰电极经常被应用于电催化方面，如应用在肾上腺素(EP)，抗坏血酸(AA)，多巴胺(DA)等物质的测定上. 唐婧等[3]利用碳纳米管修饰玻碳电极，对特丁基对苯二酚进行了检测，采用循环伏安法和差分脉冲法考察了对特丁基对苯二酚在裸电极以及修饰电极上的电化学行为，对比实验的结果表明碳纳米管修饰的玻碳电极对特丁基对苯二酚的氧化具有较好的电催化活性，电极性能稳定. 碳纳米管复合材料的修饰电极在电催化方面也有很多应用. 张娜等[4]制备了中性红功能化的多壁碳纳米管复合材料修饰电极，并研究了其电化学行为，实验结果表明该电极对过氧化氢具有良好的电催化效果.石墨烯修饰电极也同样具有良好的电催化作用. 马玲等[5]用石墨烯修饰电极测定VB12. 实验结果表明石墨烯修饰的电极能显著提高VB12检测灵敏度；张勇等[6]采用循环伏安法测定盐酸表阿霉素，发现在石墨烯修饰的玻碳电极上，盐酸表阿霉素在-0.382 V处有非常明显的氧化峰，比裸玻碳电极峰电流提高了两倍多；另有研究表明石墨烯修饰电极对致癌物质肼具有优良的电催化氢化能力[7]；石墨烯修饰的玻碳电极在对苯二酚存在下选择性测定米吐尔，米吐尔在修饰后的玻碳电极上的氧化还原峰电位差减小，峰电流明显增加[8].氧化石墨烯的电催化活性显著，可以媲美甚至是超越镧镍的电催化性能. 氧化石墨烯修饰电极具有良好的电催化性能，顾玲等[9]采用氧化石墨烯修饰电极对锌含量进行测定与分析，氧化石墨烯修饰电极表现出较好的催化作用和导电性；氧化石墨烯修饰电极在对邻硝基苯酚[10]和氧氟沙星[11]的检测中也表现出了良好的电催化活性.康辉等[12]采用自制的氮掺杂石墨烯修饰电极对抗坏血酸进行检测，氮掺杂石墨烯修饰电极的电子转移阻抗明显小于相同条件的石墨烯修饰电极，电子转移速率显著提高，电催化效果明显；氮掺杂石墨烯修饰电极也能促进对嘌呤类物质的在电极表面的电子转移速率，具有显著的电催化活性，能极大增加检测灵敏度，如郑波[13]用氮掺杂石墨烯修饰电极对鸟嘌呤进行分析，鸟嘌呤在修饰后的电极表面的吸附能力增加，修饰电极对鸟嘌呤的检测表现出良好的电催化能力. 在pH=7.0的磷酸盐溶液中，鸟嘌呤氧化峰电流在5.0×10-6～1.0×10-4 mol/L浓度范围内呈现良好的线性关系，检出限达1.0×10-6 mol/L. 纳米金刚石在电催化性能方面也有报道，崔凯等[14]利用纳米金对掺硼纳米金刚石电极进行修饰，该电极具有优异的电化学性能，对生物小分子如巴胺等具有很好的催化作用.碳纳米纤维复合材料[15-16]修饰电极也应用于物质的测定中，ARDELEAN等[17]制备了碳纳米纤维-环氧树脂复合材料修饰电极，用该电极检测海水样品中的硫化物的含量，结果显示其对硫化物具有很好的氧化催化效应，灵敏度极高.合成系列富勒烯衍生物及测定其电化学性能是研究其电催化性能的前提，罗红霞等[18]制备了(C70)2-对叔丁基杯芳烃超分子配合物，并将该配合物用于玻碳电极的修饰，考查了几种溴代乙酸和氯代乙酸在该电极上的电化学行为，实验结果表明其对卤代酸的还原具有催化作用. 富勒烯与其他材料的络合也能产生电催化效应，李南强[19]合成了一系列的C60及C70与环糊精和杯芳烃的超分子络合物，研究结果表明其涂层修饰电极对生物大分子以及亚硝酸根、卤代酸等具有电催化作用.关于有序介孔碳在电催化方面的研究报道较少，韩清等[20]制备了有序介孔碳电极，该电极对双酚A具有很强的电催化作用.1.2 富集、分离与测定在检测生物小分子时，往往会出现两种或两种以上的物质混合的情况，这时就需要进行分离测定，待测物可通过与电极表面接着的化学基团发生反应而被富集、分离[21]. 这也是碳纳米材料修饰电极的重要研究领域之一.碳纳米管修饰电极在生物分子的分离与测定领域应用广泛，王歌云等[22]研究了神经递质多巴胺和肾上腺素在多壁碳纳米管修饰电极上的电化学性质，实验结果显示该修饰电极对多巴胺和肾上腺素具有显著的增敏和电分离作用，且电极性能稳定. 碳纳米管复合材料修饰电极也用于对多种物质的分离，刘拥军[23]制作的单壁碳纳米管/金—四氧化三铁复合材料修饰电极对硫磷具有很好的富集和电催化作用. 潘艳等[24]制备了聚苯乙烯磺酸钠/单壁碳纳米管复合膜修饰电极，利用差分脉冲法实现了对体系中的多巴胺、尿酸、抗坏血酸的同时测定，实验结果表明三种电活性物质的氧化峰信号区分明显.石墨烯优良的理化性质也体现在对生物样品的分离检测方面，王朝霞等[25]利用石墨烯修饰的玻碳电极对抗坏血酸进行测定，发现其不但具有比裸玻碳电极更高的氧化峰电流，而且还能够有效排除肾上腺素、多巴胺、尿酸等物质对实验的干扰. 王峻敏等[26]通过电化学沉积的方法制备了石墨烯/Nafion/纳米镍复合材料修饰电极，成功实现了邻、间、对硝基苯酚的分离和测定. 鲁莉华等[27]研究了氢氧化镍/多壁碳纳米管复合材料的溶剂热法制备及电容性能,该电极有良好的重现性. 李春兰等[28]制备了石墨烯/DNA/纳米金复合材料修饰电极，实验研究了布洛芬在该电极上的电化学行为，并在实际样品中对布洛芬进行了检测，该电极具有很好的选择性及重现性.FIGUEIREDO-FILHO等[29]利用掺硼纳米金刚石作为修饰材料制作修饰电极，提出了一种测定农药利谷隆除草剂的高效方法. 陈凯玉]等[30]采用掺硼金刚石(BDD)薄膜电极灵敏地检测出浓度为10 μmol/L的尿酸(UA)，能抵抗 20倍浓度葡萄糖和抗坏血酸干扰的影响.C60是富勒烯家族的代表，刘艳丽等[31]制备了C60修饰电极，并研究了其电化学行为，建立了用微分脉冲伏安法测定盐酸克伦特罗的方法.有序介孔碳(OMC)修饰电极可用于检测多巴胺，抗坏血酸和尿素等，还可用于污染物的检测. 林凡允[32]采用OMC-Nafion复合膜修饰电极实现了对多巴胺的高灵敏度，高选择性测定. GUO等[33]采用电化学聚合法将硫堇聚合到有序介孔碳修饰的电极上，该电极表现出对NADH良好的电化学响应.1.3 媒介作用碳纳米材料修饰电极的媒介作用主要体现在电化学传感器的应用上，包括酶化学反应、异相电子转移的反应等. 许多化学分子在电极上的电子转移过程十分缓慢，而解决此类问题的方法之一便是利用化学修饰电极的媒介作用.作为媒介作用的碳纳米管修饰电极能够应用于酶化学反应，生命分析等领域[34]. 蔡称心等[35]制备了碳纳米管修饰玻碳电极(CNT/GC)，利用吸附的方法将葡萄糖氧化酶 (GOx) 固定到CNT/GC电极表面，形成GOx-CNT/GC电极. 实验结果表明，GOx在CNT/GC电极表面没有发生变性，能进行有效且稳定的电子转移反应. 石墨烯修饰电极能够加快蛋白质电子转移的速度. 用石墨烯修饰玻碳电极对H2O2和O2这两种葡萄糖传感器检测信号分子的电化学行为进行了研究，发现石墨烯修饰电极对水和氧气具有良好的电催化活性，可实现电子的转移[36].氧化石墨烯表面含有大量的羟基、羧基和环氧等含氧官能团，这些官能团使其具有良好的亲水性、分散性和与聚合物的兼容性，而且因为有羧基的存在，可以把酶固定于氧化石墨烯表面，实现酶电极的生物检测[37].石墨烯复合材料修饰电极在酶传感器上的应用也有很多. 该类复合材料的电催化作用强，导电高分子对酶的共价固定使得该电极具有优于许多同类传感器的灵敏度，重现性和选择性. 夏前芳等[38]制备石墨稀/金复合材料修饰电极，并将葡萄糖氧化酶共价键合于电极表面制备生物传感器. 郑龙珍等[39]将石墨烯-聚多巴胺纳米材料与过氧化酶组装到电极表面制备了H2O2传感器；李俊华等[40]利用石墨烯/碳纳米管复合材料制修饰电极而制备的L-色氨酸电化学传感器和基于氧化石墨烯/纳米银复合薄膜制备的TNP电化学传感器.纳米金刚石也与其他材料复合用于酶化学反应，祝敬妥等[41]将无掺杂的纳米金刚石与壳聚糖制成复合膜用以修饰玻碳电极，该复合膜具有良好的生物相容性，过氧化物酶能够在此电极上保持很好的活性.碳纳米材料不仅应用于上述酶电极，还可应用于其他类型传感器，李拂晓等[42]研制了基于碳纳米管复合材料修饰电极的DNA传感器. VEERAKUMAR等[43]采用高表面积的碳多孔材料制作玻碳电极，该电极对多巴胺的检测具有优异的灵敏度和选择性，有望制备高实用性和经济效益的DA传感器.C60的衍生物修饰电极上的应用也见报道，史娟兰等[44]采用C60-CHO修饰的玻碳电极构建新型DNA传感器，该电化学传感器拥有良好的选择性，能有效区分不同的 DNA 序列，并具有良好的重现性.碳纳米材料具有非常高的比表面积、导电性能和良好的机械性能，是优良的电化学材料. 目前对碳纳米管在修饰电极领域的应用进行了大量的理论和实践研究，并取得了突破性的进展，充分显示了碳纳米材料作为新型电极材料的应用前景. 随着碳纳米科技的不断发展，对新型碳纳米材料在电化学研究领域的应用也必将取得更大的突破.【相关文献】[1] IIJIMA S. Helical microtubules of graphitic carbon [J]. Nature, 1991, 354: 56-58.[2] 陈洁, 孙健, 胡勇有. 石墨烯修饰电极微生物燃料电池及其抗菌性研究进展[J]. 环境科学学报, 2016, 36(2): 387-397.CHEN J, SUN J, HU Y Y. Recent advances in microbial fuel cells with graphene-modified electrodes and the antibacterial activity of grapheme [J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2016, 36(2): 387-397.[3] 唐婧, 朱金坤, 郑胜彪, 等. 碳纳米管修饰电极检测特丁基对苯二酚[J]. 分析实验室, 2015, 34(8): 934-938.TANG Q, ZHU J K, ZHENG S B, et al. Highly sensitive determination of tertiary butyl hydroquinone at glassy carbon electrodes modified with multi-walled carbon nanotubefilms [J]. 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碳纳米管电极在分析中的应用与展望

摘要：由于碳纳米具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积，用碳纳米管对电极进行修饰可以降低电极反应的过电势，增加峰电流，改善分析性能，提高方法选择性和灵敏度，因此，近年来碳纳米管作为修饰电极材料也已广泛应用于食品化学、生命电分析化学、药物化学、环境监测及其它领域。

食品安全是当今全世界共同关注重大问题，也是各国政府、相关国际组织、学术机构研究热点。

食品安全快速检测技术是国家实施环境保护和食品安全计划重要的技术支撑，对于实现社会可持续发展、保障人民健康具有重要意义。

然而，传统的环境、食品安全监测方法通常采用离线分析方法，其缺点是分析速度慢、操作复杂且需要昂贵的仪器，不适宜进行现场快速监测和在线分析，因此，研究用于环境和食品中有毒有害污染物的快速、准确、灵敏、方便的检测新方法十分必要，灵敏、快速、安全、经济是当前制约食品安全检测瓶颈，结合现代科技最新成果之一纳米技术及纳米材料，将是食品安全检测发展重要途径。

该文综述碳纳米管在食品分析中研究和应用，并对在该领域应用前景进行展望。

关键词：碳纳米管修饰电极食品分析食品安全Abstract : Carbon nano tubes (CNTs) have led to many new tech ni cal developme nts and applicati ons such as being used for the modified electrodes due to their high chemical stability, high surfaceearea, unique electronic properties, and relatively high mechanical strength. Such properties of carb on nano tubes make them also extremely attractive for the task of electrochemical detect ion.Food safety is the com mon atte nti on major problems around the world, is also related to gover nmen ts, intern ati onal orga ni zati ons, academic in stituti ons, research hot spot. Food safety fast detect ion tech niq ues is the n ati onal impleme ntati on of environmen tal protect ion and food safety pla n importa nt tech ni cal support, to realize the susta in able developme nt of the society, safeguard the people's health is of great significanee. However, the traditional environment, food safety monitoring method usually by offline analysis method, the defect is slow, complex operation an alysis and n eed expe nsive in strume nts, not suitable site mon itori ng and rapid on-li ne an alysis, therefore, the study used in environmen tal and food pois onous and harmful polluta nts in the rapid, accurate, sen sitive, and convenient testi ng new method is n ecessary, sen sitive, fast, safe, econo mic is the curre nt food safety testi ng bottle neck restricti on, and comb ined with the moder n scie nee and tech no logy is one of the latest achieveme nts in nano tech no logy and nano materials, will be food safety test ing developme nt importa nt way. This review carb on nano tubes in food an alysis of research and applicati on, and in the fields.Key words : CNT ; modified electrode ; food analysis ; food safetyIII目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................................. I I 第一章绪论. (1)1食品安全问题的危害及检测技术 (1)1.1食品污染及其危害 (1)1.2食品安全检测技术的发展 (2)第二章碳纳米管修饰电极 (3)2.1碳纳米修饰电极 (3)2.1.1碳纳米前处理 (3)2.1.2碳纳米修饰基底电极方式 (3)2.1.3碳纳米修饰电极的电化学活性 (4)2.1.4碳纳米修饰电极应用 (4)2 .2碳纳米修饰电极的应用展望 (4)第三章纳米材料概述及其在环境和食品安全检测中的应用 (5)3.1纟内米材料概述 (5)3.2纳米材料的制备 (5)3.2.1物理法 (6)3.2.2化学法 (6)第四章碳纳米管修饰电极在食品分析中研究进展 (7)4.1碳纳米管修饰电极测定食物中重金属阳离子 (7)4.2碳纳米管修饰电极测定食物中阴离子及其化合物 (7)4.3碳纳米管修饰电极测定食物中有机物 (7)第五章碳纳米管生物传感器在食品分析中研究进展 (8)5.1 对葡萄糖检测 (9)5.2在农药残留检测中应用 (9)第六章本论文研究的目的、对象及实验步骤 (10)6.1研究目的 (10)6.2研究对象 (10)6.3实施步骤 (10)第七章实验部分 (11)7.1试剂 (11)7.2仪器 (11)7.3电极的制备 (11)7.3.1 GC 电极的预处理 (11)7.3.2碳纳米管修饰电极的制备 (11)7.4实验方法 (11)7.4.1曲酸在裸电极上的电化学行为 (11)7.4.2碳纳米管修饰电极测定曲酸 (12)第八章曲酸的分析测定 (12)8.1曲酸在GC电极上的电化学行为 (12)8.1.1曲酸在电极上的电化学行为 (12)8.1.3线性范围、检测下限和相对偏差 (15)8.1.4干扰实验 (15)8.2碳纳米管化学修饰电极测定曲酸 (16)8.2.1曲酸在MWNT 修饰电极上的电化学行为 (16)8.3测定条件的优化 (17)8.3.1 pH 值优化 (17)8.4修饰剂用量对电化学响应的影响 (18)8.4.1线性范围、检测下限和相对偏差 (18)8.4.2干扰实验 (19)8.4.3样品测定 (19)结束语 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论日益严重频繁发生的食品安全事件因其对人类生命与健康的巨大威胁而成为全球关注的热点问题。

碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备及应用综述_许文娟

[ 8]
由于
CM CPE 的优点及特殊功能 , 使其在金属离子的分析测定方面有了很大发展。常测定的金属离子有 Cu 、 Fe 、 Au 、 Pb 、 Mg 、 Cd 等。同样也可以 [ 24] 测定其它金属离子, 如测定矿样中的痕量钯、水样中的银离子
[ 25] 2+ 2+ + 2+ 2+ 2+
[ 5 6]
; 可以借富集、分离、催化和选择等反应对众多
的物质进行分析测定。
收稿日期 : 2010 03 16 修改稿日期 : 2010 03 24
。
基金项目 : 山西省自然科学基金资助项目 ( 2009011015 2) 作者简介 : 许文娟 ( 1985- ), 女 , 山西大同人 , 中北大学在读硕士 , 师从焦晨旭副教授 , 从事化学修饰碳糊电极的制备及应用研究。电话 : 15035171502 , E - m a i: l xuw en juan4329@ 126. com
[ 9 M CPE 在药物分析研究中得到了迅速发展。如诺氟沙星的测定 , 诺氟沙星又称氟哌酸, 属于第三代喹诺酮类抗菌药物
[ 19]
; 奥美拉唑的测定, 奥美拉唑应
用于十二指肠溃疡、胃溃疡、反流性食管炎的治 [ 20] [ 21] 疗 ; 洛哌丁胺 ( 一种止泻药 )的测定等。 3 . 2 . 3 CMCPE 在环境监测中的应用我国和其它许多国家均将苯酚纳入环境监测物的黑名单中, 黎国兰等利用 CTAB 蒙脱石修饰碳糊电极伏安法测定 [ 22] 废水中的苯酚 , 此法快速、简便、灵敏度也高 ; 还可应用于土壤监测、大气监测、水质监测、生物监测等环境监测中。 3 . 2 . 4 CM CPE 在金属离子分析中的应用

碳纳米管修饰碳糊电极测定水中痕量铅

铅是日常生活环境中普遍存在的污染物，能在人
体和动物组织中蓄积，导致贫血、神经机能失调和肾损
１实验部分
１１实验仪器和药品．
ＣＩ６Ｃ电化学工作站（海辰华仪器有限公Ｈ６０上
伤等。我国卫生标准规定，在地面水及生活饮用水中，
含铅量不能超过００ｇ。通常在环境水中铅的含量．ｍ／５Ｌ较低，需要高灵敏度的检测手段才能有效检测。目前，
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＤｅｅｍｉａｉｎｏａｅｌａｎｗａｅｓｎｌｉＷａ１ｃｒｏａｏｕｅｄｆｄｃｒｏａｔｌｃｒｄａｔｒｎｔｆｔｃｅｄｉｔｒｕｉｇｍｕｔ— ｌａｂｎｎｎｔｂｓｍｏｉｅａｂｎｐｓｅｅｅｔｅｗｓｏｒｉｏｐｏｏｅｎｔｉｐｐｒｒｐｓｄｉｈｓａｅ．Ｕｎｅｈｐｉｍｏｄｔｎ，ｈｅｋｃｒｅｔｏｉｅｅｔｌｐｌｅｖｌｍｍｅｒｆｌａｒｄｒｔｅｏｔｍｕｃｎｉｏｓｔｅｐａｕｒｎｓｆｄｆｒｎｉｕｓｏｔｉａａｔｏｄｗｅｅｙｅ
ＹＵｉＨＥｅｚｙｌ２Ｕａｙａ。ＨｕＦｌｔ，ＷｇｎＹｕｎｕｎ
（．ｉｎｓｒｖｎｉｕｅｖｉｇＴｓｎｅｅｒｈＩｓｔｔｆｒｄｃｕｌｙＮｍｉｇ２００，ｈｎ；．ｃｏｌ１ＪａｇｕＰｏｉｃａＳｐｒｉｎ＆ｅｔｇＲｓａｃｔｕｅｏＰｏｕｔＱａｔａｎ，１０７Ｃｉａ２Ｓｈｏｏｆｌｓｉｎｉｒｓｉ，

多壁碳纳米管修饰碳糊电极测定盐酸克伦特罗

裸碳糊电极相比，ＬＣＢ在修饰电极上的电流响应明显增大，同时峰、电位差减小，定灵敏度大为峰测
提高。在最佳实验条件下，该修饰电极测定ＣＢ的线性范围为２０×１一～１０×１～ｍｌＬ～，Ｌ．０．０ｏ・
极。该方法的优势在于修饰电极制备简单、面易表更新，ＣＢ在该修饰电极上产生一灵敏的微分脉且Ｌ
收稿日期：０９— １ — １２０１０
学学院提供。
１２电极制备．
ＣＴ修饰碳糊电极的制备：Ｎ称取１０ｇ石墨粉与．
究所，使用前未经任何处理）高纯石墨粉（药集，国团化学试剂有限公司，谱纯）光。其余试剂均为分
析纯，为去离子水，水尿样与血样由延安大学生命科
型碳结构材料对碳糊电极进行修饰并用该修饰电极对ＣＢ进行了电化学研究。本实验将多壁碳纳米Ｌ管直接掺入石墨粉中，备了碳纳米管修饰碳糊电制
量的测定具有非常重要的意义。目前检测ＣＢ的Ｌ
１实验部分
１１仪器及试剂．
Ｌ９ＢＩ型电化学工作站（津兰力科化学电Ｋ８Ｉ天子公司）三电极系统：。以碳纳米管修饰碳糊电极或裸碳糊电极为工作电极，铂丝为辅助电极，和甘饱

碳纳米管研究报告

碳纳米管研究报告碳纳米管是一种新兴的材料，它既具有高强度又有超强的耐腐蚀性，在未来将会发挥重要作用。

本文将结合碳纳米管的化学特性、力学性能、电学性能和生物医学应用，对它进行深入研究，旨在发掘它的潜力，未来能够更好地应用它。

一、碳纳米管的化学特性碳纳米管具有较高的碳氧化物结构，具有超强的耐腐蚀性。

其表面具有一定的电荷，这可以改变它的生物活性，增加其作为纳米材料的有效性。

此外，还有一些碳氧化物，如碳酸钙等，具有很好的附着力，对于不同的应用有着不同的功能。

二、碳纳米管的力学性能碳纳米管有着优异的力学性能，其弹性模量的大小可以根据其结构而定，它们有着非常高的抗弯强度，抗拉强度比钢材还要高，耐磨性也比钢材高。

同时，它们还具有很强的抗冲击能力，甚至在超高温下也能保持一定的强度。

三、碳纳米管的电学性能碳纳米管也具有优异的电学性能，其电阻率极低，可以大大提高电子材料的效率；其容量也极高，约为石墨烯4倍，能够有效地储存电能。

此外，它们还具有良好的导电性，可以抑制电路的失效，这在电子制造领域有重要作用。

四、碳纳米管的生物医学应用碳纳米管也可用于生物医学领域。

由于它们具有超强的耐腐蚀性及其高强度，可以用来制造医疗设备、改善人体组织修复治疗效果等。

另外，它们还可以用于基因治疗，具有增强免疫力的功效；用于抗癌药物的药物载体，以最大程度地抑制癌细胞的生长；在细胞快速传输信号的实验中，用于提高和优化实验效果等。

以上就是碳纳米管的一些特性和应用。

综上所述，碳纳米管有着较高的力学性能、超强的耐腐蚀性和良好的电学性能，以及众多生物医学应用，拥有着前所未有的潜力及应用前景。

未来需要加强对它的研究，进一步开发其功能，以及制定更好的应用方式，以期达到最佳效果。

碳纳米管修饰碳糊电极吸附溶出伏安法测定铜

一
氮烯类试剂修饰到基体电极制备化学修饰电极用
于重金属离子镉、测定，测限可达１０Ｘ１铂检．０ｍｏ／。但目前，用三氮烯试剂在电化学领域的ｌＬ利研究报道还较少，对其响应机理研究尚未见报而道。铜是动植物及人体生长发育所必需的微量元素之一，能促进酶的催化功能，也是人体血液、脏肝和脑组织等结构的组成部分。缺铜会引起贫血，过量又会引起肝脏损坏［等。而人发中所含铜量的高５低，正是反映一个人健康与否，因此，立测定痕量建
２０ｍＶ／的扫描速度线性扫描，络合物吸附在ＭＷＣ／Ｐ５ｓＮＴＣＥ表面，于６６ｍＶ（．ＣＳＥ）处产生一灵敏的阳极
溶出峰，其峰电流与Ｃｕ（Ⅱ）浓度在４Ｘ１－０ “ｍｏ／ｌＬ一８１ｍｏ／ × ０ｌＬ和８×１＿。ｌＬ一１×１ｍｏ／范围０。ｍｏ／０ｌＬ
铜的新方法，于评价人体健康方面具有重要的意对
义。目前，发中微量铜的测定方法主要有原子吸人
收法、电化学分析法］分光光度法［－等。但。、１１０１
这些方法仪器昂贵，作繁琐、用高或造成二次操费污染。本文基于碳纳米管比表面积大、电催化性好、生物相容性好的特点，研究了Ｃ（Ｉ一ＰＰｕＩ）ＳＡＴ络合物在ＭｗＣＴ／ＰＮＣＥ上的吸附伏安行为而建立的

纳米Ag2O修饰碳糊电极的电化学性能研究

电化学行为。实验了不同ｐＨ值底液种类以及碳糊组成对电极性能的影响。结果表明：米Ａ２纳ｇ０含量为１６％的碳糊电极电化学性能、逆性能及吸附性能好，可传输电荷的能力强，表现出了优越的电极性能。关键词：纳米Ａ２ｇ０；碳糊电极；电化学性能中图分类号：Ｔ２２Ｐ１文献标识码：Ａ
ＡｂｔａｔＮａｏａｔｌＡｇｉｙｔｅｉｄｙｈｍｉａｍｅｈｄ，ａｄｔｌｃｒｃｅｃｐｏｅｔｓｒｓｒｃ：ｎｐｒｉｅｃ２０ｓｓｎｈｓｚｂｃｅｃｌｅｔｏｎｉｅｅｔｈｍｉａｓｏｌｒｐｒｅａｅｉｒｓａｃｅｎｃｎｉｏｓｏｉｅｅｔｏｏｉｏｓａｄｄｆｒｎｕｅ．ｈｘｅｍｅｔｓｏｈｔｔｅｃｒｏａｔｅｅｒｈｄｉｏｄｔｎｆｆｒｎｍｐｓｔｎｎｉｅｅｔｆｒＴｅｅｐｒｎｓｈｗｔａａｂｎｐｓｅｉｄｆｃｉｂｉｈｅｅｔｄｎｌｄｎ６％ＮｏＡｇｈｓａｓｏｌｃｒｃｅｃｒｐｒｉｓｒｖｒｉｉｔｄａｓｒａｉｔ．ｔａｌｃｒｅｉｃｕｉｇ１ｏｎａ — ２０ａｏｄｅｅｔｈｍｉａｐｏｅｔ．ｅｅｓｂｌｙａｂｏｂｂｌｙＩＣｏｌｅｉｎｉｎｔａｓｔｅｅｔｃｃａｇｉｉｈｃｐｉｔｄｄｓｌｙｕｅｉｒｅｅｔｏｅｃｐｉｔ．ｒｍｉｌｃｒｈｒｅｗｔａｈｓａａｌｙａｉｐａｓｓｐｒｌｃｒｄａａｌｙｎｉｈｂｉｎｏｂｉＫｅｒｓｎｏａｔｌｉｅｘｄｙｗｏｄ：ａｐｒｉｅｓｖｒｏｉｅ；ｃｂｎｐｔｌｃｒｄ；ｅｅｔｏｈｍｉａｒｐｒｉｓｎｃｌｒａｏａｅｅｅｔｏｅｌｃｃｅｃｐｏｅｔｓｒｌｅ

碳糊电极和化学修饰碳糊电极的制备及应用综述

碳糊电极和化学修饰碳糊电极的制备及应用综述摘要：碳糊电极和化学修饰碳糊电极在电化学研究中起着非常重要的作用.从电极材料选用和修饰剂选择方面综述了碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备的几种方法，概括了近年来化学修饰电极的应用.关键词：碳糊电极；修饰剂；制备；应用；CPE；CMCPE 所谓碳糊电极（carbon paste electrode，简称CPE）是利用导电性的石墨粉（颗粒度0.02 mm~0.01mm）与憎水性的粘合剂（如石蜡、硅油等）混合制成糊状物，再将其涂在电极棒表面或填充入电极管中而制成的一类电极.由于碳糊电极无毒、电位窗口（依实验条件电位范围为-1.4~+1.3V，最高至+1.7 V）制作简单、成本低廉、表面容易更新，备受电化学分析工作者的青睐.然而，单纯的CPE 作用有限，后来通过电极修饰的方法使其具有一定功能，即化学修饰碳糊电极（CMCPE）.CMCPE 是在CPE 基础上发展起来的，由碳糊表面接着化学修饰剂构成，通过对电极表面的分子剪裁，可按意图给电极修饰预定的功能.CMCPE的出现提高了CPE 的选择性和灵敏度，使分离、富集和选择性测定三者合而为一. 迄今为止，CPE 及CMCPE 已在无机物分析、有机物分析及药物分析、电化学和生物传感器等研究中得到广泛应用.1. 碳糊电极（CPE）的制备方法将石墨粉和粘合剂按适当比例充分混匀至糊状，将该糊状物压入适当直径的绝缘槽内（如玻璃管等），另一端与导线相连，紧密填实，抛光即可.从CPE 的制备方法可知，其原料除石墨粉外，还有粘合剂，这里粘合剂的作用仅使电极成型而不参与导电.石墨粉与粘合剂混合的比例是CPE 制备的关键因素之一.通常因粘合剂种类不同，混合比例也不同.制备CPE 的粘合剂主要有两大类.1.1 非导体粘合剂（1）有机液体粘合剂，如石蜡、硅油、矿物油、环氧树脂等.在这类电极上，电化学反应在电极与试液界面上进行.（2）固体粘合剂，如固体石蜡、PVC（Polyvinyl chlorid）等.固体石蜡作粘合剂的CPE 比普通CPE 具有更多的优越性，如电极表面光洁稳定、重现性好、背景噪音低、灵敏度高、选择性好等，并且能够在流动体系中应用.1.2 电解质溶液粘合剂NaOH 即是一种电解质溶液粘合剂，使用这类粘合剂制备的CPE，电化学反应可在电极本体内进行，从而扩大了CPE 的应用范围，电极表面易于更新，正电位残余电流低.但由于该电极坚固性较差，在负电位区背景电流大，导致以该种粘合剂制备的CPE 在电化学研究中鲜于使用.2. 化学修饰碳糊电极（CMCPE）的制备方法CMCPE 与普通CPE 不同的是决定电极性能的关键因素是修饰剂. 修饰剂的种类和用量直接关系到电极的灵敏度和选择性. 修饰剂主要有两大类.（1）电活性的修饰剂：生化试剂如氨基酸、环糊精、5-氟脲嘧啶、萘二胺、四羟基蒽醌等，这类试剂修饰的碳糊电极可测定金属离子并用于医学、药物等方面.（2）非电活性的修饰剂：有机试剂聚酰胺，无机试剂Al2O3、硅胶等，使用这类修饰剂制作的碳糊电极，电化学反应主要在电极表面上进行，且为吸附作用，多属物理吸附. CMCPE 的制备方法有以下两种:（1）修饰剂混合在电极中.①直接混合法是将化学修饰剂、石墨粉、粘合剂三者适量直接混合，这是应用最广的制备CMCPE 的方法.此法的关键是如何使修饰剂在电极表面分布均匀一致，常用超声震荡将石墨粉与修饰剂（一般为粉末状）混合均匀.②溶解法是将修饰剂直接溶解在粘合剂中，再与石墨粉混合制备.该方法仅限于亲脂性很强的修饰剂，必要时可加热促进其溶解.（2）修饰剂仅存在于电极表面.可将碳糊电极浸在含有修饰剂的溶液中，修饰剂通过吸附作用、共价键合或粘合剂的萃取作用富集在电极表面，或采用涂膜法将含有修饰剂的溶液滴加或涂敷于碳糊电极表面，烘干即可.[6]吸附法制备修饰电极的缺点是吸附层不重现，修饰剂易脱落.共价键合法也存在修饰剂易脱落的缺点.3. 化学修饰电极（CMCPE）的应用3.1 CMCPE 在生物样品分析中的应用近年来，CMCPE 在生物样品分析中的研究发展极为迅速，应用各种修饰电极对儿茶酚类神经递质的研究报道较多，特别是神经递质的在体测定是目前较活跃的研究领域，微电极由于体积小可插入单个细胞而成为当前对活体内神经递质的变化跟踪测定的唯一手段.孙元喜等利用聚中性红膜修饰电极同时测定了多巴胺（DA）及肾上腺素（Ep），基本上消除了抗坏血酸（AA）对DA 及Ep 测定的干扰.还有一些修饰电极用于测定血液中的一氧化氮、在体pH值等，在生化活性物的检测中显示出特殊功能.3.2 CMCPE 在药物分析中的应用CMCPE 在药物分析中研究最多的是对抗坏血酸的测定. 研制的修饰电极有二茂铁修饰青椒籽碳糊电极、聚吡咯碳糊电极、聚血红素修饰电极等.抗坏血酸（Vc）广泛存在于食物、药物及人体中，是维持人体生命的重要成分之一，利用CMCPE 的测量方法，其突出的特点是电极稳定性好，灵敏度高，对Vc 有良好的电催化氧化作用，可以选择性地检测药物中的Vc.3.3 CMCPE 在金属离子分析中的应用CMCPE 对金属离子的测定有着特殊的功能，并且这种功能在实际应用中愈来愈广泛. 特别在金属Cu2+、Fe2+ 、Au+、Pb2+、Mg2+、Cd2+的分析测定方面有了很大发展.CMCPE 对其它离子的测定应用也较多，如8-羟基喹啉合镁碳糊修饰电极，用于水泥熟料中Mg2+的测定.脱乙酰壳多糖化学修饰电极作为工作电极用于矿样中金的测定，无需分离.聚吡咯肝素共聚膜修饰电极，可用于儿童发样中钙的测定.3.4 CMCPE 在环境监测中的应用3.4.1 CMCPE 分析环境中的阳离子环境中微量的Pb2+、Cd2+、Hg2+不仅是环境中的主要重金属污染物，并且与Cr、As 合称“五毒”，当进入生物链后，危害人体的正常生长发育.因此对它们的检测十分必要.用于Pb2+测定的化学电极很多，有卟啉修饰电极、壳聚糖修饰电极等，此类电极对一些工厂排放水测定结果表明有较强的抗干扰能力.杨天鸣研制的PVC 膜粉末微电极也可用来测定自来水中的铅，性能稳定，选择性较强，使用寿命长，运用电位范围宽，是一种优良的的电极，应用于自来水和湖水中微量Pb2+的直接测定，其结果与滴汞电极一致.3.4.2 CMCPE 分析环境中的无机阴离子及其盐CMCPE 在环境监测中的应用日益广泛，尤其是对水样中N02-的测定报道较多.由于N02-在电极上的直接还原需要很大的过电位，因此，通过CMCPE 使一些在裸电极上难以进行的反应得以完成. 吴鸣虎等研制的磷钼镍杂多酸-聚吡咯膜修饰玻碳电极，对酸性水溶液的N02- 具有良好的电催化氧化作用，与空白玻碳电极相比，降低过电位1000mV 以上，用于环境水样中的N02- 含量测定，效果良好.孙玉堂等研制的铅基磷酸铅化学修饰电极，是一种磷酸盐离子敏感电极，可用于水样中P03-的测定.3.4.3 CMCPE 分析环境中酚类化合物酚类物质的检测用传统的光度测定法易受干扰.魏培海等用CMCPE 检测了环境中酚类物质的含量，发现CMCPE 可明显提高此类物质的氧化电流，阻止了酚类化合物在电极上的聚合，能很好地检测环境中酚类物质的含量.3.4.4 CMCPE 分析环境中的苯类化合物苯及苯的化合物也是重要的有机污染物，现常用的监测方法是离子注入法. 李启隆等研究了离子注入钴和注入镍的玻碳电极在0.lmol/L 的HAc-NaAc 缓冲溶液中硝基苯的行为，并用于纯苯胺中微量硝基苯的测定，具有较高的稳定性和重现性.3.4.5 CMCPE 分析环境中的胺类化合物金利通成功地将聚乙基噻吩化学修饰电极应用在苯胺-H2SO4-KbrO3 化学振荡体系中，发现振荡周期的对数与苯胺浓度呈良好的线性关系，用于废水中苯胺的测定，结果满意.3.5 CMCPE 在有机物分析中的应用施清照等报道的电流型乙醇生物传感器，以甲苯胺蓝键合修饰浸蜡石墨电极为基体电极，将醇脱氢酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷（NAD+）同时固定在蚕丝蛋白膜上，成为无试剂的醇传感器，用于测定啤酒中乙醇含量，结果与气相色谱法一致3.6 CMCPE 在食品分析中的应用CMCPE 法已成功运用于食品中蛋白质测定食品添加剂麦芽酚含量的测定，修饰膜使用具有渗透性的硅溶胶-凝胶膜作为选择性过滤膜，硅溶胶-凝胶膜提高了电极的灵敏度和稳定性.4. 结语综上所述，（1）CPE 和CMCPE 的制备大多是手工研磨，技术尚不成熟，需在混匀方面寻找更好的方法和试剂，尽可能地使混合均匀，从而提高测定的重现性新型修饰剂的开发仍是提高选择性和灵敏度的关键.（2）CMCPE 应用前景广阔，无论是无机物、有机物，还是生物样品的测定，CMCPE 将发挥越来越大的作用.人们可以根据需要，研制出各种高选择性、高灵敏度的修饰电极，测定在常规电极上无响应的某些分子. 但这类电极特别是聚合物修饰电极稳定性还有待进一步提高，以延长电极的使用寿命，进而方便、准确地用于各种分析.参考文献：[1]董绍俊,车广礼,谢远武.化学修饰电极[M].北京:科学出版社, 2003. 2~3.[2]钟爱国.利眠宁汞修饰碳糊电极的制作及应用[J].分析科学学报, 2003, 19(6): 590~591.[3]李建平,陈文,舒柏崇.铂微粒修饰固体石蜡碳糊电极对过氧化氢的电催化及分析应用[J].分析化学,2001,29(1):118.[4]邹永德,王进,莫金垣等.用碳糊修饰电极测定氨基酸的伏安法研究Ⅱ. 组氨酸在氧化铝修饰碳糊电极上的电化学行为[J].分析测试学报, 1999, 18(3): 47~49.[5]陈婉华,袁帅,胡成国.CTAB 化学吸附修饰电极线性扫描伏安法直接测定苯酚[J].分析科学学报,2005,21(1):54~56.[6]张正奇,曾鸽鸣,刘传桂等.用混合粘合剂碳糊电极测定丁螺环酮[J].药科学报, 1996, 31(3): 226~230.[7]孙元喜,冶保献,周性尧.聚中性红膜修饰电极上神经递质的电化学行为及应用[J].分析化学,1998,26(5):506~510.[8]吕少仿.化学修饰电极及其在环境分析中的应用[J]. 阜阳师范学院学报,2003,21(4):17~19.[9]施清照,程珍,张培敏.甲苯胺蓝修饰石墨电极为基体的乙醇脱氢酶生物传感器[J].分析化学,1997,25(6):690~692.[10]汪振辉,张钱丽,周漱萍.胡椒碱在磷酸三丁醋修饰电极上的电化学行为研究[J].分析试验室,1999,18(3):31~38. 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碳纳米管修饰电极及其在环境分析中的应用

碳纳米管修饰电极的类型
１９年１的ｌｉａ教授ｕ用真空电弧蒸发石９１３本ｉｍ Байду номын сангаас Ｊ墨电极，对产物做高分辨率透视电镜分析并
（ＲＥ，现了具有ｎ尺寸的碳的多层管状物ＨＴＭ）发ｍ
ＡｐｌａｉｎｏｒｏｎｔｂｏｉｅｅｔｏｅｐｉｔｏｆＣａｂｎＮａｏｕｅＭｄｆｄＥｌｃｒｄｓｃｉ
ｉｈｖｒｎｅｔＡｎｌｓｓｎｔｅＥｎｉｏｍｎａｙｉ
ＪａｇＬｎｙｎＬｕＬｉＬｏＸＮｕＪｎｉｇＬａｇａｉｎｉｇａｉｅｕｕｉｕｌｕＧｕｎｈｎｎ
— —
根据修饰方式的不同可将ＣＴＥ分为碳纳米管ＮＭ
糊电极和碳纳米管薄膜修饰电极两大类。
１１碳纳米管糊电极．
早在１９９６年，ｒｔ￣等便按照碳糊电极的制备Ｂｉｏ］ｔ
方法，将碳纳米管用溴仿调和均匀，后压人玻璃管然
域，应用范围十分广泛。本文评述了碳纳米管修饰电极的研究状况及其在环境分析中的应用，展望了碳纳米管其并
修饰电极的发展前景。关键词碳纳米管修饰电极环境分析电分析
ｃｅｓｒｎｌｃｒｃｅｃａｙｉ，ａｄｈｓｅｔｎｉｅａｐｉａｉｎ．Ｉｈｓｐｐｒｔｅｒｓａｃｉａｉｎｎｐｌｃ－ｈｍｔａｄｅｅｔｏｈｍｉａａｌｓｓｎａｘｅｓｖｐｌｃｔｏｓｎｔｉａｅ，ｈｅｅｒｈｓｔｔｏｓａｄａｐｉａｉｙｌｎｕｔｎｆＣＮＴｍｏｉｅｌｃｒｄｅｎｔｅｅｖｒｎｎａｎｌｓｓｗｅｅｒｖｅｄ；ｍｅｗｈｌｔｅｐｔｎｉｌｏｉｓｏｏｄｆｄｅｅｔｏｓｉｈｎｉｍｅｔａａｙｉｒｅｉｗｅｏｌｎａｉｅ，ｈｅｔｆＣＮＴｄｉｅｏａｍｏｆｄｅｅｔｄｅｗａａｙｅａｄｒｆｒｎｅｒｉｄｉｈｓｒｖｅ．ｌｃｒｓａｌｚｄ，ｎｅｅｃｓｗｅｅｃｔｎｔｉｅｉｗｏｎｅｅＫｅｙｗｏｄｃｒｏａｏｕｅｍｏｉｅｌｃｒｄｅｖｒｎｎａａｙｉｅｅｔａａｙｉｒｓａｂｎｎｎｔｂｄｆｄｅｅｔｏｅｉｎｉｍｅｔｌａｌｓｓｏｎｌｃｒｎｌｓｓｏ

碳纳米管修饰电极

碳纳米管修饰电极
碳纳米管修饰电极是一种新型的电极材料，它具有优异的电化学性能，可以提高电极的电化学性能，并且具有良好的耐腐蚀性和稳定性。

碳纳米管修饰电极的制备方法有多种，其中最常用的是化学气相沉积法（CVD）。

在CVD过程中，碳纳米管会被沉积在电极表面，形成一层碳纳米管修饰层，从而改善电极的电化学性能。

碳纳米管修饰电极具有优异的电化学性能，可以提高电极的电化学反应速率，提高电极的电流密度，减少电极的极化，提高电极的稳定性，并且具有良好的耐腐蚀性。

此外，碳纳米管修饰电极还具有良好的电磁屏蔽性能，可以有效抑制电磁波的传播，从而提高电极的稳定性。

碳纳米管修饰电极的应用非常广泛，可以用于电化学传感器、电池、电容器、电极反应器等。

它可以提高电极的电化学性能，提高电极的稳定性，抑制电磁波的传播，提高电极的耐腐蚀性，从而更好地满足电极的应用需求。

综上所述，碳纳米管修饰电极具有优异的电化学性能，可以提高电极的电化学反应速率，提高电极的电流密度，减少电极的极化，提高电极的稳定性，并且具有良好的耐腐蚀性和电磁屏蔽性能，因此，碳纳米管修饰电极在电极领域具有重要的应用价值。

碳纳米管修饰电极在电化学中应用

到电极表面。不同的极性质。制备碳纳米管修饰电极的方法很多，现在就来简单介绍几种。
１碳纳米管的分类
ＣＮＴ属于富勒烯（ｌｒｎ）系，管状无缝中ｆｌｅｅ碳ｕｅ
空，具有完整的分子结构，由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成 …。管各单层两端由五边形或七边
由于ＣＮＴ具有良好的导电性、催化活性和较
大的比表面积，尤其对过电位的大大降低及对部分氧化还原蛋白质的直接电子转移现象，因此被广泛用于修饰电极的研究。碳纳米管在作为电极用于化学反应时能促进电子转移。碳纳米管的电化学和电催化行为研究已有不少报道。
围３个碳原子相连形成六角形网格结构，但通常因产生弯曲而形成空间拓扑结构，从而使某些碳原
子呈ｓ』ｐ杂化状态Ｊ。卷层数从一到数百不等。由
单层石墨片卷积而成的称为单壁碳纳米管（ｉｇｅｓｎｌ．ｗｌｄｃｒｏａｏｕｅＳａｌａｎｎｔｂ，ＷＮＴ，备时管径可控，ｅｂｎ）制
透射电镜（ＴＥ下发现的一种针状的管形碳单ＨＲＭ）
质。它以特有的力学、电学和化学性质，以及独特的准一维管状分子结构和在未来高科技领域中所具有的潜在应用价值，迅速成为化学、物理及材料科学等领域的研究热点。目前，纳米碳管在理论计算、制备和纯化生长机理、光谱表征、物理化学性质以及在力学电学、化学和材料学等领域的应用研究正在向纵深发展，在一些方面已取得重大突破。纳米碳管（ＣＮＴ的发现，开辟碳家族的又一同素异形）体和纳米材料研究的新领域。

碳纳米管实验报告

碳纳米管实验报告碳纳米管实验报告引言碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，具有独特的结构和优异的性能，因此在材料科学和纳米技术领域引起了广泛的关注。

本实验旨在通过制备碳纳米管并研究其性质，探索其在材料科学和纳米技术中的应用潜力。

实验方法1. 碳纳米管制备我们采用化学气相沉积法（CVD）来制备碳纳米管。

首先，将铁为催化剂的硅片放入石英管中，然后将预先制备的碳源溶液滴在铁催化剂上。

接下来，将石英管放入炉中，在高温下进行热解反应。

最后，用氮气冷却石英管，取出硅片。

2. 碳纳米管表征我们使用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）来观察和表征制备的碳纳米管。

通过SEM，我们可以获得碳纳米管的形貌和尺寸信息；而TEM则可以提供更高分辨率的图像，以便更详细地研究碳纳米管的结构。

实验结果1. 碳纳米管制备通过CVD方法制备的碳纳米管在铁催化剂上形成了森林状的结构。

碳源溶液在高温下分解，碳原子沉积在铁催化剂表面，形成了纳米尺寸的碳纳米管。

通过调节反应条件，我们可以控制碳纳米管的直径和长度。

2. 碳纳米管表征SEM观察结果显示，制备的碳纳米管呈现出均匀分布、整齐排列的特点。

通过测量SEM图像中的碳纳米管直径，我们发现其平均直径约为20纳米。

TEM图像进一步证实了碳纳米管的结构，显示出典型的中空管状形貌。

讨论1. 碳纳米管的应用潜力碳纳米管具有优异的力学性能、导电性能和热导性能，因此在材料科学和纳米技术领域有广泛的应用潜力。

例如，碳纳米管可以用作增强材料，提高复合材料的力学性能；它们还可以用于制备导电纳米材料，如柔性电子器件和传感器；此外，碳纳米管还可以作为纳米药物载体，用于靶向治疗等。

2. 碳纳米管的制备和表征本实验采用的CVD方法是一种常见的碳纳米管制备方法，具有较高的产量和可控性。

然而，制备过程中仍存在一些挑战，如催化剂的选择和反应条件的优化。

此外，碳纳米管的表征也需要借助先进的显微镜技术，以获得更准确的结构信息。

碳纳米材料的电化学性能研究

碳纳米材料的电化学性能研究在过去的几十年中，纳米科学和纳米技术的发展引起了巨大关注。

纳米材料因其独特的物理和化学特性，被广泛应用于各个领域，包括电子、能源、催化等。

碳纳米材料作为一类重要的纳米材料，在电化学领域展现出了巨大的潜力。

本文将重点介绍碳纳米材料的电化学性能研究，并探讨其在能源存储和转换领域的应用。

一、碳纳米材料的种类及制备方法碳纳米材料是由碳原子构成的纳米结构材料，具有高度的晶体结构和表面活性。

常见的碳纳米材料包括碳纳米管、石墨烯和纳米多孔碳等。

碳纳米管具有优异的导电性和力学性能，在电催化、电池和超级电容器等领域有广泛的应用。

石墨烯是由碳原子构成的单层薄片，具有高度的导电性和导热性，在电极材料和催化剂中有广泛的应用。

纳米多孔碳具有大比表面积和高孔容量，可用于储能、分离和催化等方面。

碳纳米材料的制备方法多种多样，常见的方法包括化学气相沉积、机械剥离法和热处理法等。

化学气相沉积是一种常用的碳纳米管制备方法，通过将碳源在高温下分解，碳原子重新排列形成碳纳米管。

机械剥离法是制备石墨烯的一种有效方法，通过对石墨进行机械剥离，获得单层的石墨烯。

热处理法是一种制备纳米多孔碳的方法，通过选择合适的碳源和炭化温度，在高温下形成多孔的碳材料。

二、碳纳米材料的电化学性能研究方法为了充分发挥碳纳米材料的优异性能，在电化学应用中需要深入研究其电化学性能。

常用的研究方法包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和电化学测试等。

扫描电子显微镜和透射电子显微镜可以用于观察碳纳米材料的形貌和结构特征。

通过SEM和TEM的观察，可以了解碳纳米材料的形貌、尺寸和分散性等。

X射线衍射可以用于分析碳纳米材料的晶体结构和晶格常数，从而得到其晶体学信息。

电化学测试是评估碳纳米材料电化学性能的重要方法。

常见的电化学测试包括循环伏安法（CV）、恒流充放电测试、交流阻抗谱（EIS）等。

循环伏安法可以通过对碳纳米材料施加不同的电压，得到材料的电流-电压曲线，从而了解其电化学活性和电子传递性能。

碳糊电极和化学修饰碳糊电极的制备及性能综述

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碳纳米管的研究和应用

碳纳米管的研究和应用碳纳米管是由碳元素构成的管状结构，具有极高的导热和导电性、强度和轻量化等优异性能，近年来已成为纳米材料研究领域的热点话题。

本文将简要介绍碳纳米管的性质特点、制备方法以及它们在电子学、医学和能源等方面的应用。

一、碳纳米管的性质特点碳纳米管具有许多独特的性质特点，这些性质使得它们在许多领域有着广泛的应用前景。

首先是碳纳米管的导热和导电性能极高，比铜的导电性能还要好。

理论上，碳纳米管的电阻率可以达到金属的1/1000，而且能够在室温下运输电子。

这些性能几乎没有与之相媲美的材料。

其次是碳纳米管的强度极高。

碳纳米管中的碳原子排列方式可以形成类似鸟巢的纳米空腔结构，使得碳纳米管的刚度和强度远高于其他材料。

利用碳纳米管可以制备出超级强度复合材料，提高材料的强度和耐磨性能。

最后是碳纳米管的轻量化特性。

碳纳米管的质量只有同等体积下石墨材料的1/6，而且具有高表面积和大的空气孔隙结构，与其他材料相比有着更强的吸附和催化作用，因此有着良好的吸附分离和催化性能。

二、碳纳米管的制备方法碳纳米管有多种制备方法，包括化学气相沉积法、电弧放电法、激光热解法和化学还原法等。

其中，化学气相沉积法是目前应用最为普遍的一种制备方法。

化学气相沉积法是通过在高温下将碳源气体转化为碳纳米管的方法。

一般来说，碳源气体为甲烷、乙烯或乙炔等。

通过控制反应条件，可以制备出长度、直径、数量、结构等不同的碳纳米管。

与其他制备方法相比，化学气相沉积法具有制备出高质量、大量、结构比较规则的碳纳米管的优点。

三、碳纳米管的应用碳纳米管在许多领域都有着广泛的应用，以下仅列出其中的几个方面。

1. 电子学碳纳米管具有优越的导电性能和热导性能，被认为是下一代电子学元器件的有力竞争者。

碳纳米管可以作为场效应晶体管、热电元件、透明电极等电子元件，还可以应用于柔性电子、纳米电池等领域。

2. 医学碳纳米管可以作为药物输送载体，具有较大的表面积和大量表面官能团，能够帮助药物靶向传输和细胞内吸收。

碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备及应用研究进展

第50卷第'期2021年'月应用化工Applied Chemical IndusWyVoe.50No.1Jan.2021碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备及应用研究进展夏强，张淑平（上海理工大学理学院，上海200093）摘要:碳糊电极（CPE）是一种广泛应用于电化学领域的新型电极。

将石墨粉和粘合剂混合成均匀的碳糊，然后将其挤压进电极管中便制成了碳糊电极。

具有制备方法简单、背景电流小、无毒、电位窗口宽等优点，但由于制备过程中加入了不导电的粘合剂而降低了检测灵敏度。

因此，制备碳糊电极时常加入修饰材料以提高电极的电化学性能。

概述了碳糊电极和化学修饰碳糊电极的发展、制备方法和应用，对制备电极的材料和修饰剂的选用进行了分析。

概括了近些年来化学修饰碳糊电极在不同领域的应用。

关键词:碳糊电极;修饰剂;制备;应用中图分类号:TQ425.6；O657.1文献标识码：A文章编号：1671-3206（2021）01-0225-04Progress in preearation and application of carbon pasteelectrode and chemicaliy modiZed carbon paste electrodeXIA Qiang，ZHANG Shu-ying(School of Science，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai200093，China)Abstract:The carbon paste electrode(CPE)is a new type of electrode prepared by mixing graphite powder and binder to foo a homogenous carbon paste，then filling them into an electrode tube.It is wib/y used on thefoeed ofeeecteochemosteyowongtosomeunoqueadeantagessuch assompeepeepaeatoon peoces，eowbackgeound cu eent，non-toiocand wodepotentoaewondow.Aethough CPE hasmanyadeantages，the p eesence of non-conduct oee b onde eon CPEeead tohondeeeeecteon teansfeeand eeducethesensotoeotyofthe detectoon system.Theeefoee，themodofoed mateeoaesaeeoften used toompeoeetheeeecteochemocaepeefoem-anceofCPE.Thosaetoceeeeeoewsthedeeeeopment，peepaeatoon methodsand appeocatoon ofcaebon pastee-eecteodesand chemocaeymodofoed caebon pasteeeecteodes，and theseeectoon ofmateeoaesand modofoeesfoe eeecteodepeepaeatoon aeeanaeyeed.Theappeocatoonsofchemocaeymodofoed caebon pasteeeecteodeson dof-feeentfoeedson eecentyeaesaeesummaeoeed.Key words:carbon paste electrode;modification reagent;preparation;applicationAdams报道了一种用于伏安法的新型固体碳电极⑴，将此电极命名为碳糊电极（CPE）。

碳纳米管对金属离子吸附

碳纳米管对金属离子吸附引言：碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有优异的力学、电学和化学性质，在各种领域得到广泛应用。

其中，碳纳米管对金属离子的吸附性能备受关注。

本文将从碳纳米管的结构特点、吸附机制和应用前景等方面，探讨碳纳米管对金属离子吸附的研究进展。

一、碳纳米管的结构特点碳纳米管是由碳原子构成的中空纳米管状结构，具有高比表面积和孔隙度的优势。

碳纳米管的结构特点使其具有较大的内部空腔，可以提供丰富的吸附位点，从而有利于金属离子的吸附。

二、碳纳米管对金属离子的吸附机制碳纳米管对金属离子的吸附机制主要包括吸附位点和吸附力的作用。

首先，碳纳米管的内部空腔和表面上的官能团可以提供丰富的吸附位点，使金属离子与碳纳米管发生相互作用。

其次，由于碳纳米管表面具有一定的电荷性质，可以通过静电相互作用吸附金属离子。

此外，π-π堆积、氢键和范德华力等相互作用也对金属离子的吸附起到重要作用。

三、碳纳米管对不同金属离子的吸附性能碳纳米管对不同金属离子的吸附性能存在差异。

研究表明，碳纳米管对一些重金属离子如铜离子、铅离子和镉离子具有较高的吸附能力。

这是因为这些金属离子在碳纳米管表面上可以形成较为稳定的络合物，从而实现有效的吸附。

此外，碳纳米管对一些放射性核素如铀离子和锕系元素离子也具有良好的吸附性能，这对于核废水的处理具有重要意义。

四、碳纳米管在环境治理中的应用前景碳纳米管在环境治理中具有广阔的应用前景。

首先，碳纳米管可以作为吸附剂用于水体中金属离子的去除，对于水体净化和废水处理具有重要意义。

其次，碳纳米管还可以用于土壤修复，吸附土壤中的重金属离子，减少其对植物和生态系统的危害。

此外，碳纳米管还可以应用于气体吸附和分离等方面，在空气污染治理和气体分离技术中具有潜在应用价值。

结论：碳纳米管作为一种新型纳米材料，对金属离子的吸附性能备受关注。

其结构特点和吸附机制使其能够有效吸附金属离子。

不同金属离子对碳纳米管的吸附性能存在差异，但其对重金属离子和放射性核素具有良好的吸附能力。