Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列电极的制备方法及在无酶葡萄糖传感器的应用_2

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[0029]图3实施例2中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极的CV循环伏安曲线图。
[°03°]图4实施例2中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极a)在不同葡萄糖浓度下的CV循环伏安曲线图,b)不同葡萄糖浓度和响应电流的拟合曲线。
[0031 ]图5实施例3中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极和裸金电极、Cu纳米线阵列电极的阻抗对比图。
[0032]图6实施例3中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极a)不同扫描速率下的CV循环伏安曲线,b)不同扫速下,氧化峰电流值与扫描速率的平方根拟合曲线。
[0033]图7实施例4中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极低浓度下的响应电流和葡萄糖浓度关系图,插图为响应电流与浓度的线性拟合曲线。
[0034]图8实施例4中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极高浓度下的响应电流和葡萄糖浓度关系图,插图为响应电流与浓度的线性拟合曲线。
[0035]图9实施例4中Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极的响应电流与浓度的总线性拟合曲线。
【具体实施方式】
[0036]I)葡萄糖溶液的配置:分别配置1mM和50mM的葡萄糖溶液50mL,放置在4°C的冰箱中保存。
[0037]2)采用三电极测试体系对样品进行电化学测试:
[0038]其中工作电极为Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极,辅助电极为Pt丝电极(直径1mm),参比电极为氯化钾饱和甘汞电极(SCE),设定扫描电压范围为-0.5?0.8V内,在0.1M的NaOH缓冲液中进行CV循环伏安扫描。
[0039]Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极在三电极体系中,在0.1M的NaOH缓冲液中逐滴加入葡萄糖溶液,进行计时电流法测定i_t曲线。
[0040]Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极进行电化学阻抗(EIS)测试,所用测试溶液为含有5mM的K3[Fe(CN)6]和5mM的K4[Fe(CN)6]的0.IM KCl溶液。
[0041 ] 实施例1
[0042]Cu箔使用之前依次使用去离子水和乙醇反复超声清洗,直至Cu箔表面呈镜面光滑,然后在PH= 7的0.IM磷酸盐缓冲液中,扫描电压窗口为-0.5?0.8V,循环伏安扫描10圈,直至扫描曲线稳定。AAO模板在使用前将其中一面喷金,作为Cu纳米线的生长基底,在Cu箔电极表面滴涂导电胶,将AAO模板的喷金一面固定在Cu箔表面,使用硅橡胶固定住AAO模板边缘,放置一天待其干燥。以此作为工作电极用于沉积Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列。
[0043]为确保电解液能完全进入上述处理过的AAO模板的孔洞中,在沉积前先将沉积模板放入硫酸铜浓度范围为0.75?1.25Μ的电解液中浸泡20min。使用电化学工作站通过恒电流沉积Cu纳米线阵列,以铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极体系,将三电极体系放置到由CuSOdPH2SOd^电解液中进行恒流电沉积,硫酸铜浓度为1.25M,硫酸浓度为IM,沉积时间20min,沉积电流0.5mA。沉积结束后,以二次蒸馏水清洗掉Cu纳米线阵列上的残留溶液,随后将得到的阵列放入浓度为IM的NaOH溶液中浸泡,以除去AAO模板,得到Cu纳米线阵列,将Cu纳米线阵列取出,用二次蒸馏水缓慢清洗干净。得到Cu的纳米线阵列结构形貌好,纳米线的长度可通过沉积时间调控。
[0044]以得到的三维Cu纳米线阵列作工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极体系,将此体系放置到含有H2PtCl6和H2SOj^电解液中进行恒电位沉积。浓度分别为氯铂酸3mM,硫酸0.5M,沉积时间90s,沉积电位-0.2V。沉积结束后将电极取出并用二次蒸馏水清洗。得到最终的Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极,其形貌图如附图2中所示。从图中可以看到,Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列高度为4?6μηι,Pt纳米颗粒均勾的分布在了 Cu纳米线阵列的表面,使得催化活性面积大大增加。
[0045]实施例2
[0046]Cu箔使用之前依次使用去离子水和乙醇反复超声清洗,直至Cu箔表面呈镜面光滑,然后在PH= 7的0.IM磷酸盐缓冲液中,扫描电压窗口为-0.5?0.8V,循环伏安扫描10圈,直至扫描曲线稳定。AAO模板在使用前将其中一面喷金,作为Cu纳米线的生长基底,在Cu箔电极表面滴涂导电胶,将AAO模板的喷金一面固定在Cu箔表面,使用硅橡胶固定住AAO模板边缘,放置一天待其干燥。以此作为工作电极用于沉积Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列。
[0047]为确保电解液能完全进入上述处理过的AAO模板的孔洞中,在沉积前先将沉积模板放入硫酸铜浓度范围为0.75?1.25Μ的电解液中浸泡20min。使用电化学工作站通过恒电流沉积Cu纳米线阵列,以上一步浸泡过的AAO模板为工作电极,以铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极体系,将三电极体系放置到由CuS04和H2SO4的电解液中进行恒流电沉积,硫酸铜浓度为IM,硫酸浓度为1.2M,沉积时间1min,沉积电流0.2mA。沉积结束后,以二次蒸馏水清洗掉Cu纳米线阵列上的残留溶液,随后将得到的阵列放入浓度范围为
0.SM的NaOH溶液中浸泡,以除去AAO模板,得到Cu纳米线阵列,将Cu纳米线阵列取出,用二次蒸馏水缓慢清洗干净。得到Cu的纳米线阵列结构形貌好,纳米线的长度可通过沉积时间调控。
[0048]以在铜箔上沉积的三维Cu纳米线阵列作工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极体系,将此体系放置到含有H2PtCl6和H2SO4的电解液中进行恒电位沉积。浓度分别为氯铂酸2mM,硫酸0.4M,沉积时间30s,沉积电位-0.15V。沉积结束后将电极取出并用二次蒸馏水清洗。得到最终的Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极,采用三电极体系,其中工作电极为Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极,辅助电极为Pt丝电极(直径1mm),参比电极为氯化钾饱和甘汞电极(SCE),设定扫描电压范围为-0.5?0.8V内,在0.1M的NaOH缓冲液中进行CV循环伏安扫描,扫描速率为10mV/S。如附图3所示,其中为添加葡萄糖的CV图和不添加葡萄糖的CV图。两者都出现了氧化还原峰。加入葡萄糖后,CV曲线的电流值更大,显示了 Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极对于葡萄糖有很好的催化氧化作用。
[0049]依然采用此测试体系,在0.1M的NaOH缓冲液加入不同浓度的葡萄糖溶液,进行CV循环伏安扫描,扫描速率为10mV/S,得到不同浓度下的CV测试图,以及浓度和电流的拟合曲线。如附图4所示,其中从a可以看出,随着葡萄糖浓度的增加,CV曲线的电流响应值越来越大,从b浓度对于电流值的拟合曲线可以看出,葡萄糖的浓度对于电流值有很好的线性关系,说明Pt纳米颗粒修饰Cu纳米线阵列电极检测性能极佳。
[0050]实施例3
[0051]Cu箔使用之前依次使用去离子水和乙醇反复超声清洗,直至Cu箔表面呈镜面光滑,然后在PH= 7的0.IM磷酸盐缓冲液中,扫描电压窗口为-0.5?0.8V,循环伏安扫描10圈,直至扫描曲线稳定。AAO模板在使用前将其中一面喷金,作为Cu纳米线的生长基底,在Cu箔电极表面滴涂导电胶,将AAO模板的喷金一面固定在Cu箔表面,使用硅橡胶固定住AAO模板边缘,放置一天待其干燥。以此作为工作电极用于沉积Pt纳米颗粒修饰的Cu纳米线阵列。
[0052]为确保电解液能完全进入上述处理过的AAO模板的孔洞中,在沉积前先将沉积模板放入硫酸铜浓度范围为0.75?1.25M的电解液中浸泡20min。使用电化学工作站通过恒电流沉积Cu纳米线阵列,以上一步浸泡过的AAO模板为工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极构成三电极体系,将三电极体系放置到由CuS04和H2SO4的电解液中进行恒流电沉积,硫酸铜浓度为0.75M,硫酸浓度为1.5M,沉积时间18min,沉积电流0.8mA。沉积结束后,以二次蒸馏水清洗掉Cu纳米线阵列上的残留溶液,随后将得到的阵列放入浓度范围为0.5M
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