优秀论文

 

肌红蛋白在Nafion-离子液体BMIMPF₆复合膜/离子液体EMIMBF₄修饰碳糊电极上的直接电化学和电催化

孙 伟  李小青  王 艳  覃 鹏  牛学良  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，马心肌红蛋白(Mb), 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF₄)，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF₆)，Nafion，石墨粉，三氯乙酸(TCA)

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10 µL浓度为10.0 mg/mL的Mb溶液涂布到处理好的CILE表面，自然晾干后，再取8 µL BMIMPF₆和Nafion1:1(v/v)混合物滴涂到Mb/CILE表面，静置放置12 h后，即可得到所要制备的修饰电极Nafion-BMIMPF₆/Mb/CILE。

2 结果与讨论

2.1电化学交流阻抗

采用电化学交流阻抗的方法对不同修饰电极进行了表征。结果表明，裸CILE，Nafion-BMIMPF₆/CILE和Nafion-BMIMPF₆/Mb/CILE的阻抗值依次增大，主要是由于电极表面导电性较差的物质和电极表面膜的厚度增大所致，同时也可以说明Mb被成功地固定到了电极表面。

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 -0.345 V 和-0.213 V (vs. SCE)，式电位(E^0') 为-0.279 V。由此可见，这对峰是Mb的血红素辅基Fe(III)/Fe(II) 电对的氧化还原特征峰。在50~400 mV/s的扫速范围内，峰电流与扫速成线性关系，根据方程Q=nFAΓ*，可以求出电活性物质的表面覆盖度Γ* 为4.97×10^-9 mol/cm。根据Laviron理论，求得电子转移数n=1.35，电子传递系数α=0.520和电极反应速率常数k_s=0.532 s^-1。

2.3电催化行为

当TCA的浓度在1.6 ~19.6 mmol/L范围内，催化电流与TCA浓度呈线性关系，其线性回归方程为Ip(µA) =0.329 C (mmol/L) + 15.1 (n=29, γ=0.996)，检测限为20.2 mmol/L (3σ)，根据Lineweaver-Burk 方程，计算出此催化反应的表观米氏常数为90.8 mmol/L。

3结论

研究了Mb在Nafion-BMIMPF₆/Mb/CILE上的直接电化学行为。实验结果表明Mb在Nafion-BMIMPF₆/CILE薄膜内，出现一对峰形良好的准可逆的氧化还原峰，求解出电化学参数：电子转移数n=1.35，电子传递系数α=0.520，反应速率常数k_s=0.532 s^-1，且在Nafion-BMIMPF₆/CILE膜中的Mb对TCA和 NaNO₂表现出良好的电催化行为。

（参考文献、图、表略）