优秀论文

 

PVA/Hb/MWCNTs/离子液体EMIMBF₄修饰碳糊电极的

直接电化学与电催化

孙 伟  李小青  王 艳  赵瑞军  蒋 强  焦 奎

（青岛科技大学化学与分子工程学院）

1实验部分

1.1 仪器和试剂

CHI 750B型电化学工作站，Cary 50 probe型紫外可见分光光度计，牛血红蛋白(Hb)，1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF₄)，多壁碳纳米管(MWCNTs)，聚乙烯醇(PVA)。

1.2 实验方法

离子液体修饰碳糊电极(CILE)，使用前将电极表面在称量纸上打磨成镜面。取 3.0 μL 1.0 mg/mL 的MWCNTs悬浮液涂布到CILE 表面，自然晾干后，再在电极上涂布10.0 μL 20.0 mg/mL 的Hb溶液涂布到MWCNTs 表面，自然晾干后，涂布10.0 μL PVA (2.0 mg/mL) 溶液到电极表面，自然晾干后就得到了所要制备的修饰电极PVA/Hb/MWCNTs/CILE。

2 结果与讨论

2.1紫外可见吸收光谱图

表明Hb几乎保持原始构象，没有发生变性。

2.2电化学行为

将不同修饰电极放入pH 7.0 的PBS 缓冲溶液中进行循环伏安扫描，可观察到一对稳定且准可逆的氧化还原峰，阴极峰电位Epc和阳极峰电位Epa 分别为 -0.436 V 和-0.303 V (vs. SCE)。式电位(E^0') 为-0.370 V。在50~800 mV/s的扫速范围内，峰电流与扫速成线性关系。根据薄层电化学过程的Laviron理论，求得电子转移数n=1.37，电子传递系数α=0.490，反应速率常数k_s=1.054 s^-1。

2. 3 pH值的影响

在pH 4.0~10.0范围内，式电位E^0'随pH增加而负移且与pH值成线性关系，线性方程为E^0'(V)=-0.0422 pH -0.0305 (n=13, γ=0.998)，方程斜率为-42.2 mV/pH。

2.4对H₂O₂的催化还原

当H₂O₂的浓度在1.0×10^-6~ 3.0×10^-5 mol/L范围内时，还原峰电流与H₂O₂浓度的成线性关系，其线性回归方程为Ip(µA)=0.286 C(µmol/L) +0.256 (n=15, γ=0.997)，检测限为1.0×10^-6 mol/L (3σ)。根据Lineweaver-Burk方程，计算出此催化反应的表观米氏常数为0.928 µmol/L。

3结论

利用亲水性离子液体EMIMBF₄修饰的碳糊电极作为基底电极，用 MWCNTs 和PVA将Hb成功地固定到电极表面上，从而制得PVA/Hb/MWCNTs/CILE。电化学实验表明，该修饰电极有一对峰形良好的且准可逆的氧化还原峰。求解出电化学参数：电子转移数n=1.37，电子传递系数α=0.49，反应速率常数k_s=1.054 s^-1，且在PVA/MWCNTs/CILE膜中的Hb对H₂O₂和TCA表现出良好的电催化行为。

（参考文献、图、表略）