化学修饰电极分离富集方法

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1、化学修饰电极分离富集法一、化学修饰电极定义二、化学修饰电极历史简介三、化学修饰电极应用简介四、化学修饰电极的制备五、富集分离概述、应用方向、发展目标化学修饰电极的定义：化学修饰电极——CME——导体或半导体制作的电极，在电极的表面涂敷了单分子的、多分子的、离子的或聚合物的化学物薄膜，借电荷消耗反应而呈现出此修饰薄膜的化学的、电化学的以及光学的性质。历史简介--发现1975年lane（莱恩）和Hubbard（哈伯德）分别独立地报导了按人为设计对电极表面进行化学修饰的研究，标志着化学修饰电极的正式问世。莱恩的实验显示修饰电极亲一种旋光异构物而疏另一种。研究首次表明，通过电极表面的

2、修饰，可将电极反应导向选择合成的途径。哈伯德小组研究出用共价和进行电极表面修饰的通用方法，并首次提出了“化学修饰电极”的命名。历史简介--兴起本世纪70年代，各种在那个谱学技术大量出现。它们能为电极表面化学状态的研究提供详细、精确的信息，显示了新的表面技术的威力．促使电化学家们考虑用这些技术进行电极表面微结构的表征。到80年代初．光谱电化学研究中最重要的是发展了红外反射—吸收光谱和表面增强拉曼光谱，特别有利于对电极表面进行现场研究。它能非常灵敏地在电化学反应的过程中进行电极表面微结构的现场观测。扫描隧道显微镜法以及电化学—原子力显微镜法，扫描电化学显微镜法的发展，是对电极表而

3、结构进行微观、实时地观测的最有利的近代方法推动了化学修饰电极的发展。历史简介—近期发展化学修饰电极在过去20年中在以下一些领域中取得了明显的进展：电极表面微结构与动力学的理论研究化学修饰电极的电催化研究化学修饰电极在能量转换、存储和显示方面的研究化学修饰电极在分析化学中的应用化学修饰电极在生物电化学和传感器中的应用表面修饰在光伏电极的光电催化和防腐中的作用化学修饰电极在立体有机合成中的研究分子电子器件的研究化学修饰电极的应用：1电催化2化学传感器应用3选择性渗透4选择富集和分离电催化化学修饰电极的电催化是指，在电极和溶液基质之间的电子传递反应，往往通过接着在电极表面的氧化还原

4、体的媒介作用，使反应在比裸电极上较低的过电位发生。化学传感器——生物传感器生物传感器(Biosensor)或称生物分析传感器，是化学修饰电极的一种特殊形式。在电极表面上接着生物物质(如酶、抗原／抗体、LB、脂质体、植物或动物的组织等)，它的功能犹如一化学受体。选择性渗透选择性渗透为电化学传感器提供了高选择性和高稳定性。选择性渗透膜可以排除不必要的干扰物，同时又允许被测物通过膜进行传质。因此，通过在电极表面加上一个现场分离步骤，可大大拓展电化学传感器的应用范围，使之适合于复杂组分的分拆。选择性渗透主要基于修饰膜孔径的大小、电荷或极性作用，有时也可能是多种混合因家的相互作用，富集

5、和分离——动力电极表面接着的活性基团与溶液中的待测物有四种相互作用:①离子交换作用;②络合作用;③离子交换一络合协同作用,既可以将某些配位试剂与离子交换剂混合制成修饰剂,也可以利用溶液中的协同络合作用;④选择性吸附。离子交换R表示离子交换剂的结构或者骨架，效率取决于离子的选择性系数K离子型被测物同样可通过与键合在电极表面或分散于复合电极体相中离子交换剂的静电作用而富集。化学修饰电极的电流响应取决于溶液中金属离子的浓度；离子交换场所的浓度。修饰电极优先同具有高电荷、高极性的离子经行交换。a+M+=RM+Na+=[M+]s[Na+]L/{{M+}L[Na+]s离子交换常见阴离子交

6、换剂：聚四乙烯基吡啶——酸性溶液中质子化，吸引溶液中阴离子而具有富集作用。常用阳离子交换剂：杜邦公司的Nafion，柯达公司的Eastman-AQNafion全氟磺酸高聚物，含有一个亲水畴和憎水畴，亲水部分是一个离子化的磺酸基，是阳离子交换场所，可以与金属离子尤其是大阳离子结合。比如：用金相砂纸打磨光玻璃碳电极，然后用Al2O3悬浊液抛光成晶面，以水，稀硝酸，乙醇在超声波中清洗，在红外等下烤干，在电极表面滴加一定量的Nafion乙醇溶液，在烤干，即可用。Eastman—AQ用直径0.9微米的碳纤维1000支组成的圆盘电极，经过抛光清洗，用微量进样器把离子交换剂Eastman—

7、AQ的1%乙醇溶液滴加在电极表面，在红外灯下烤干，可以选择性的富集多巴胺（DA）——神经递质，而抗坏血酸和尿酸不干扰测定。DA带正点，和膜内的Na+经行交换进入膜内，而带负电的维生素C（Vc）不与膜经行交换，不能进入膜内，使得Vc与DA分离。离子交换络合作用大多数化学分析上应用的整合剂可用作电极表面修饰剂[ML]S=K[M]L[L]S（金属离子浓度较低的时候）M金属离子，L固定于修饰电极表面膜的配体化学修饰电极的电流响应与富集的金属离子浓度与稳定常数、溶液中金属离子的浓度及配体的表面浓度成正比络合作用用