米托蒽醌在聚吡咯碳纳米管复合修饰电极上的电化学行为文献综述

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1、文献综述米托蒽醌在聚吡咯/碳纳米管复合修饰电极上的电化学行为一、前言部分碳纳米管是1991年发现的一种新型的碳单质结构，因其具有诸多奇特的物理化学性质而广泛用于材料、物理、化学等领域。研究表明，当碳纳米管用作电极材料时，可以加速物质的电子交换，这预示着碳纳米管在制备化学修饰电极方面具有很大的应用前景。米托蒽醌(Mitoxantrone，MTX)为蒽醌衍生物类抗癌药，可以和DNA分子结合抑制核酸的合成，具有广泛高效的抗癌性，其抗肿瘤作用是阿霉素的5倍，且对心脏毒性小．在临床上，米托蒽醌常用于治疗晚期乳腺癌、非何杰金氏病、恶

2、性淋巴瘤、消化道癌和成人急性非淋巴细胞白血病复发[1]等疾病，因此米托蒽醌的测定具有重要的意义．迄今报道的有关米托蒽醌的测定方法有色谱法[2~3]，分光光度法[4]和电化学方法[5~6]等．宋鸿镦等[5]研究了在B—R缓冲溶液中，米托蒽醌在悬汞电极上的吸附行为，认为米托蒽醌的氧化还原较复杂．郭满栋[6]研究发现，在碳纤维汞膜微电极1．5次微分伏安法测定血样中的米托蒽醌的电极反应为可逆反应．胡经波等[7]认为米托蒽醌在镍离子注入修饰电极上的还原反应是受吸附控制的准可逆过程．Olivcina等[8]研究了米托蒽醌在碳质电极上

3、的氧化行为及其机理．但用多壁碳纳米管修饰玻碳电极研究米托蒽醌的伏安行为尚未见报道．碳纳米管是碳元素家族中的新成员［9］，由碳六边形的石墨片层卷曲而成的中空管状物质，两端是富勒烯结构的端帽，根据层数可分为单壁碳纳米管（SWNT）、双壁碳纳米管［10］（DWNT）和多壁碳纳米管（MWNTs），碳纳米管的管径一般在几个到几十个纳米，长度一般为几十个微米或几毫米，是一种典型的一维纳米材料［11］。碳纳米管具有特殊的力学、电学、磁学性质及优异的热稳定性、化学稳定性，可应用在电子器件［12］、场发射器［13,14］、储氢材料［15］

4、、电极材料［16］、增强增韧材料［17］等方面，潜在应用价值巨大。碳纳米管可作为复合材料中理想的增强材料和功能材料，其高达1.8TPa的杨氏模量优于所有碳纤维，可极大地提高复合材料的强度；其独特的电学、磁学特性可用来制作多种功能材料，在航天、传感器、涂料、抗静电纺织物、汽车、军事等领域具有广阔的应用前景，已成为纳米复合材料研究领域中的一个热点二、主题部分（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它

5、是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳米电子学、纳米材科学、纳米机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1～102nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。它包括体积分数近似相等的两个部分：一是直径为几个或几十个纳米的粒子，二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程

6、序也没有短程序的无序结构。在纳米材料中，纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。纳米相材料跟普通的金属、陶瓷和其他固体材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。一个直径为3nm的原子团包含大约900个原子，几乎是文里一个句点的百万分之一，这个比例相当于一条300

7、多米长的船跟整个地球的比例。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。碳纳米管是一种新奇的纳米材料，作为电极材料，具有独特的电化学特性，是电分析化学领域的研究热点，具有广阔的应用前景。CNT的直径为几十个纳米,轴向长度却可达几微米甚至更长,纵横比在100～1000范围间。CNT独特的一维管状分子结构开辟了纳米材料的新领域,人们在不断开发碳纳米管新的合成途径的同时,也在努力挖掘着这一新型材料潜在的应用前景。碳纳米管

8、依据其原子结构不同,将表现为金属或半导体,这种独特的电子特性使得在把它制成电极时能促进电子的传递。另外,利用碳纳米管对电极表面进行修饰时,除了可将材料本身的物化特性引入电极界面外,同时也会拥有纳米材料的大比表面积、粒子表面带有较多的功能基团的特性,从而对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应。目前,CNT在分析化学中