化学修饰电极的应用展望
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电极浸到溶液中时就发生了吸附，
这是固体/溶液界面的一种自然现 象。化学吸附（或称不可逆吸附） 是制备单分子层修饰电极的一种简 便古老的方法
聚合物型修饰电极
聚合物修饰电极多用于多分子层修
饰电极，与单分子层修饰电极相比， 多分子层具有三维空间结构的特征， 活性基德浓度高、电化学响应信号 大，且具有较大的化学、机械和电 化学的稳定性。
化学修饰电极的发展历史
化学修饰电极起源于上个世纪70年
代，1973年，Lane和Hubbard通 过化学吸附法将各类烯烃化合物修 饰在洁净的铂电极表面，显著改变 了电极的电化学行为。为此他们认 为在电极表面预置一定的辅助基团 是完全可能的，化学修饰电极从此 进入了萌芽阶段。
化学修饰电极的分类
1
化学修饰电极今后的发展
化学修饰电极是电化学、电分析化
学研究中的新兴领域，以上两大段 只是简单地陈述了一些化学修饰电 极的基础和应用，事实上,化学修饰 电极在生命科学研究方面、电有机 合成中的立体选择、微修饰膜的结 构与分子电子器件、新型化学修饰 电极以及分析化学中的应用具有极 其广阔的前景。
生命科学研究
可以增加反应的可逆性，增大电流 响应，降低检测限；有时还可以消 除某些反应物质的干扰，从而提高 了选择性和灵敏度。
化学修饰电极电催化可以将催化剂
与反应物、产物容易地分开;可以随 意地调节电极电位的大小和正负， 方便地改变电化学反应的方向、速 率和选择性;化学修饰电极电催化较 常规电催化节省催化剂，并且电极 表面具有高活性中心。
化学修饰电极的应用展望
版权所有 仿冒必究
化学修饰电极
化学修饰电极（chemically
modified electrode）就是用化 学或物理的方法，在普通电极表面 固定具有特定功能的分子、离子、 或者聚合物，从而改善了原有电极 的性质，能够实现更多的功能设计。 化学修饰电极通常在石墨，玻璃碳， 贵金属等电极的表面进行修饰。
化、便于携带、灵敏度和准确度高， 选择性好等优点，是目比较有发展 前途的环境检测手段。
测定水体中痕量的PB2+、CD2+、HG2+做一总结
生物样品的检测
血红蛋白是血液中运输和存储氧的
主要物质,它通过血红素中的铁原子 与分子氧的可逆结合来实现其功能 的.对血红蛋白的研究和检测多通过 HPLC和光谱法,仪器昂贵.研究表明 ,L-半胱氨酸修饰微银电极对血红蛋 白的氧化还原有促进作用,并用预富 集和示差脉冲溶出伏安法检测血红 蛋白浓度,检出限为1.0×10-8mol/ L,效果较好。
典型实例
环境检测
随着世界经济的迅猛发展，经济效
应所带来的负面影响也不容忽视。 其中首要的就是环境问题，丁业、 农业、生活废弃物等对环境的污染 也越来越严重，污染物种类也越来 越多。包括无机物、有机物、微生 物等，主要分布在大气、水质、土 壤、固体废弃物及生物体内，对环 境和人类健康极具危害。
电化学技术具有设备简单，易自动
最近几年研究成果列于下表
电化学催化
我们常常可以观察到某些物质在空
白电极上氧化或还原很慢，且过电 位大、可逆性差。然而化学修饰电 极克服了上述缺点，在电极表面或 在聚合物薄膜内嵌入金属微粒或金 属氧化物微粒，可催化某些气体或 有机化合物在电极上反应，降低反 应物质的超电位。
利用修饰电极上修饰物的电催化，
The end
用电化学法得到立体选择性,必须有
一个手性的环境处在电化学的反应 层中。显然电极表面的化学修饰层 直接关系到对映体能否发生。因此, 修饰电极表面的聚合物膜和多层膜 是进行立体选择性电化学的重要条 件。化学修饰电极用于不对称有机 合成是有前途的。
微结构膜的结构与分子电子器件
将电化学活性的聚合物膜吸附在电
共价键合型修饰电极 2 吸附型修饰电极 3 聚合物型修饰电极
共价键合型修饰电极
共价键合法是最早用来对电极表面
进行人工修饰的方法，从原理和步 骤方面最好的说明了化学修饰电极 的设计和微结构的形成。但是这种 电极手续繁琐，耗时，有一步发生 意外脱落就会使整个修饰报废所以 此类修饰不经常用。
吸附型修饰电极
化学修饰电极的应用
在电分析化学中的应用
电化学催化 预富集伏安分析 在实际生活中的应用 环境检测 生物样品的检测
预富集伏安分析
利用修饰物对被测物选择性地络合、
离子交换或吸附，可以使稀溶液中 的溶质得到富集，从而提高电化学 响应选择性和分析的灵敏度。如乙 二胺、吡啶修饰电极能富集某些金 属离子。用乙二胺/碳糊修饰电极 可测微量的Ag+，检出下限达到 10-11M。用修饰电极进行预富集及 伏安分析，近几年发展非常迅速。
去甲肾上腺素(NE)是肾上腺髓质所
分泌的主要激素,是生物体内的一. 种神经传输物质,因其代谢障碍而引 起的含量变化会导致某些疾病的发 生,因此研究NE的测定方法在生理 机能和临床医学上具有重要实际意 义.聚L-赖氨酸修饰玻碳电极对NE 的电氧化有显著催化作用,利用方波 溶出伏安法对NE进行测定,线性范 围可达4个数量级,对NE有良好的线 性响应。
极制成多种形式的微结构,并借此理 论研究这类聚合物薄膜的基本性质, 发展分子器件。电化学法具有简单 易行,可精确控制膜厚的优点。近年 来用电聚合和沉积法已经制出多种 分子器，配合超微电子技术,将来会 打开新的应用局面
新型化Βιβλιοθήκη Baidu饰电极
目前化学修饰电极领域中的聚合物、
特别是一维导电聚合物修饰电极的 研究最活跃。然而有机物的氧化降 解等反应会严重影响修饰电极的稳 定性。因此,在当前的研究中正致力 于开发一类导电性和稳定性兼优的 其它新型的修饰电极,具有较高的学 术价值和较好的应用前景。
从生命现象的电化学本质来看,生命
活动往往伴随电荷的运动,可以认为 生命现象也表现为一种电化学现象。 化学修饰电极主要用于在仿生界面 生物大分子的电子转移、酶电极和 第二代电化学传感器、酶的固定化 和有机相生物电化学传感器、生物 分子和仿生模型化合物电催化以及 仿生电化学控制释放。
电有机合成中的立体选择
这是固体/溶液界面的一种自然现 象。化学吸附（或称不可逆吸附） 是制备单分子层修饰电极的一种简 便古老的方法
聚合物型修饰电极
聚合物修饰电极多用于多分子层修
饰电极，与单分子层修饰电极相比， 多分子层具有三维空间结构的特征， 活性基德浓度高、电化学响应信号 大，且具有较大的化学、机械和电 化学的稳定性。
化学修饰电极的发展历史
化学修饰电极起源于上个世纪70年
代，1973年，Lane和Hubbard通 过化学吸附法将各类烯烃化合物修 饰在洁净的铂电极表面，显著改变 了电极的电化学行为。为此他们认 为在电极表面预置一定的辅助基团 是完全可能的，化学修饰电极从此 进入了萌芽阶段。
化学修饰电极的分类
1
化学修饰电极今后的发展
化学修饰电极是电化学、电分析化
学研究中的新兴领域，以上两大段 只是简单地陈述了一些化学修饰电 极的基础和应用，事实上,化学修饰 电极在生命科学研究方面、电有机 合成中的立体选择、微修饰膜的结 构与分子电子器件、新型化学修饰 电极以及分析化学中的应用具有极 其广阔的前景。
生命科学研究
可以增加反应的可逆性，增大电流 响应，降低检测限；有时还可以消 除某些反应物质的干扰，从而提高 了选择性和灵敏度。
化学修饰电极电催化可以将催化剂
与反应物、产物容易地分开;可以随 意地调节电极电位的大小和正负， 方便地改变电化学反应的方向、速 率和选择性;化学修饰电极电催化较 常规电催化节省催化剂，并且电极 表面具有高活性中心。
化学修饰电极的应用展望
版权所有 仿冒必究
化学修饰电极
化学修饰电极（chemically
modified electrode）就是用化 学或物理的方法，在普通电极表面 固定具有特定功能的分子、离子、 或者聚合物，从而改善了原有电极 的性质，能够实现更多的功能设计。 化学修饰电极通常在石墨，玻璃碳， 贵金属等电极的表面进行修饰。
化、便于携带、灵敏度和准确度高， 选择性好等优点，是目比较有发展 前途的环境检测手段。
测定水体中痕量的PB2+、CD2+、HG2+做一总结
生物样品的检测
血红蛋白是血液中运输和存储氧的
主要物质,它通过血红素中的铁原子 与分子氧的可逆结合来实现其功能 的.对血红蛋白的研究和检测多通过 HPLC和光谱法,仪器昂贵.研究表明 ,L-半胱氨酸修饰微银电极对血红蛋 白的氧化还原有促进作用,并用预富 集和示差脉冲溶出伏安法检测血红 蛋白浓度,检出限为1.0×10-8mol/ L,效果较好。
典型实例
环境检测
随着世界经济的迅猛发展，经济效
应所带来的负面影响也不容忽视。 其中首要的就是环境问题，丁业、 农业、生活废弃物等对环境的污染 也越来越严重，污染物种类也越来 越多。包括无机物、有机物、微生 物等，主要分布在大气、水质、土 壤、固体废弃物及生物体内，对环 境和人类健康极具危害。
电化学技术具有设备简单，易自动
最近几年研究成果列于下表
电化学催化
我们常常可以观察到某些物质在空
白电极上氧化或还原很慢，且过电 位大、可逆性差。然而化学修饰电 极克服了上述缺点，在电极表面或 在聚合物薄膜内嵌入金属微粒或金 属氧化物微粒，可催化某些气体或 有机化合物在电极上反应，降低反 应物质的超电位。
利用修饰电极上修饰物的电催化，
The end
用电化学法得到立体选择性,必须有
一个手性的环境处在电化学的反应 层中。显然电极表面的化学修饰层 直接关系到对映体能否发生。因此, 修饰电极表面的聚合物膜和多层膜 是进行立体选择性电化学的重要条 件。化学修饰电极用于不对称有机 合成是有前途的。
微结构膜的结构与分子电子器件
将电化学活性的聚合物膜吸附在电
共价键合型修饰电极 2 吸附型修饰电极 3 聚合物型修饰电极
共价键合型修饰电极
共价键合法是最早用来对电极表面
进行人工修饰的方法，从原理和步 骤方面最好的说明了化学修饰电极 的设计和微结构的形成。但是这种 电极手续繁琐，耗时，有一步发生 意外脱落就会使整个修饰报废所以 此类修饰不经常用。
吸附型修饰电极
化学修饰电极的应用
在电分析化学中的应用
电化学催化 预富集伏安分析 在实际生活中的应用 环境检测 生物样品的检测
预富集伏安分析
利用修饰物对被测物选择性地络合、
离子交换或吸附，可以使稀溶液中 的溶质得到富集，从而提高电化学 响应选择性和分析的灵敏度。如乙 二胺、吡啶修饰电极能富集某些金 属离子。用乙二胺/碳糊修饰电极 可测微量的Ag+，检出下限达到 10-11M。用修饰电极进行预富集及 伏安分析，近几年发展非常迅速。
去甲肾上腺素(NE)是肾上腺髓质所
分泌的主要激素,是生物体内的一. 种神经传输物质,因其代谢障碍而引 起的含量变化会导致某些疾病的发 生,因此研究NE的测定方法在生理 机能和临床医学上具有重要实际意 义.聚L-赖氨酸修饰玻碳电极对NE 的电氧化有显著催化作用,利用方波 溶出伏安法对NE进行测定,线性范 围可达4个数量级,对NE有良好的线 性响应。
极制成多种形式的微结构,并借此理 论研究这类聚合物薄膜的基本性质, 发展分子器件。电化学法具有简单 易行,可精确控制膜厚的优点。近年 来用电聚合和沉积法已经制出多种 分子器，配合超微电子技术,将来会 打开新的应用局面
新型化Βιβλιοθήκη Baidu饰电极
目前化学修饰电极领域中的聚合物、
特别是一维导电聚合物修饰电极的 研究最活跃。然而有机物的氧化降 解等反应会严重影响修饰电极的稳 定性。因此,在当前的研究中正致力 于开发一类导电性和稳定性兼优的 其它新型的修饰电极,具有较高的学 术价值和较好的应用前景。
从生命现象的电化学本质来看,生命
活动往往伴随电荷的运动,可以认为 生命现象也表现为一种电化学现象。 化学修饰电极主要用于在仿生界面 生物大分子的电子转移、酶电极和 第二代电化学传感器、酶的固定化 和有机相生物电化学传感器、生物 分子和仿生模型化合物电催化以及 仿生电化学控制释放。
电有机合成中的立体选择