【环境工程专业】【毕业设计】功能化聚吡咯修饰电极对蛋白质电化学行为研究

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1、（20届）毕业论文功能化聚吡咯修饰电极对蛋白质电化学行为研究II摘要:以固定在玻碳电极（GCE）上的多壁碳纳米管（MWCNTs）为基底,利用循环伏安法对含有十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和吡咯单体的盐酸溶液进行电化学聚合，形成掺杂CTAB的聚吡咯(PPy)/MWCNTs修饰的玻碳电极（CTAB-PPy/MWCNTs/GCE）。再将辣根过氧化物酶（HRP）固定于修饰电极上，研究蛋白质的直接电化学。关键词:多壁碳纳米管；聚吡咯；辣根过氧化物酶；电聚合；过氧化氢IIAbstract:BasedontheFixedmulti-walledcarbonnanotubes

2、(MWCNTs)onglassycarbonelectrode,HydrochloricacidsolutionwhichconteinedHexadecyltrimethylammoniumBromide（CTAB）andpyrrolewaselectropolymerizedbycyclicvoltammetrymethodtoformCTAB-dopedPPy/MWCNTsmodifiedGCE(CTAB-PPy/MWCNTs/GCE).ThenimmobilizedHorseradishPeroxidase(HRP)onthemodifiedelectr

3、ode,andfinallyinvestigatedthedirectelectrochemistryofprotein.Keywords:Multi-walledcarbonnanotubes;polypyrrole;HorseradishPeroxidase;electropolymerization;H2O2II目录摘要ⅠAbstractⅡ1绪论11.1导电高分子材料11.2聚吡咯11.2.1聚吡咯的性质11.2.2聚吡咯的制备方法11.3聚吡咯功能化21.3.1聚吡咯功能性单体共聚21.3.2与其他聚合物的复合31.3.3PPy/无机粒子31.4蛋白质直

4、接电化学研究41.4.1生物膜和生物模拟膜电极构筑及蛋白质/酶直接电化学41.4.2基于纳米粒子组装体系的蛋白质/酶直接电化学41.4.3基于碳纳米管组装体的蛋白质/酶直接电化学41.5辣根过氧化物酶(HRP)51.6本课题的意义52实验部分72.1仪器和试剂72.1.1仪器72.1.2试剂72.2实验方法72.2.1多壁碳纳米管修饰玻碳电极（MWCNTs/GCE）的制备72.2．2掺杂CTAB的聚吡咯多壁碳纳米管修饰电极的制备72.2.3固定化HRP于CTAB-PPy/MWCNTs/GCE表面73实验结果与分析93.1多壁碳纳米管羧基功能化93.2掺杂CTAB

5、的聚吡咯多壁碳纳米管修饰电极的制备93.3HRP-CTAB-PPy-MWCNTs修饰GCE对H202的响应104结论12参考文献151绪论1.1导电高分子材料自从掺杂聚乙炔呈现金属导电特性以来，新型交叉研究领域——导电高分子诞生了。导电高分子材料可以分为结构型和复合型两大类。结构型导电高分子材料是高分子本身的结构具有一定的导电性能，或者经过一定的掺杂处理后具有导电功能的材料，例如聚乙炔、聚苯胺等。复合型导电高分子材料是由高分子基质与具有导电性能的材料通过各种复合方法形成的导电材料，复合材料中聚合物本身没有导电性能，起导电作用的是聚合物中添加的导电物质，例如炭黑、

6、金属粉等。结构型导电高分子材料是由具有共轭双键结构的高分子经化学或电化学掺杂，使其由绝缘体转变为导体或半导体的一类高分子材料，包括本征态导电高分子材料和掺杂态导电高分子材料。导电高分子材料无需添加无机导电材料即可导电，且π电子的成键与反键能带之间能隙小（Eg=1.5～4.2eV），接近于无机半导体的导带－价带能隙。本征态导电高分子材料不仅由于发生P型掺杂（失去电子）或N型掺杂（得到电子）而形成掺杂态导电高分子材料，而且具有分子结构可设计、原料来源广、易加工、密度小的特点，其室温电导率可在绝缘体-半导体-金属导体范围内变化。[1]1.2聚吡咯聚吡咯不仅具有优异的电

7、性能和电化学性能，而且具有合成容易、价格低廉和环境友好等优势，被认为是一种具有广阔应用前景的电子导电高分子（ECP）材料[2]。1.2.1聚吡咯的性质聚吡咯由于具有典型的刚性共轭大π键结构(图1)而表现出良好的导电性,并且具有电导率可调、易合成且质轻等诸多为金属导电材料所无法比拟的优点,在二次电池、防静电与电磁屏蔽、传感器、电致变色材料等多个领域具有广阔的应用前景,是导电高分子研发领域中最受关注的方向之一。[3]图1聚吡咯(PPY)的共轭大π键结构1.2.2聚吡咯的制备方法吡咯单体是一种C,N五元杂环分子,室温下为无色油状液体,沸点129.8℃,密度0.97g/

8、cm3.,微溶于水,无毒