碳納米管功能化及其生物電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)自1991．年被發(fā)現(xiàn)以來，其獨特的一維管狀結(jié)構(gòu)、高的比表面積、奇特的物理化學(xué)性質(zhì)引起了各個領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛關(guān)注。碳納米管獨特的結(jié)構(gòu)和電子特性使其在生物電化學(xué)領(lǐng)域具有十分誘人的應(yīng)用前景。 碳納米管間高的表面能使其極易團聚，大大限制了碳納米管界面的構(gòu)筑。在本研究中，為了改善碳納米管的分散性和生物相容性，采用天然生物醫(yī)用高分子--殼聚糖對碳納米管進行非共價功能化。功能化的碳納米管在水溶液中能夠形成穩(wěn)定的、分散均勻的

2、黑色懸濁液，在固體基底上形成均勻分散的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大大增加了基底的面積。殼聚糖—碳納米管復(fù)合膜能夠為血紅蛋白提供良好的微環(huán)境，使其吸附在復(fù)合膜上仍然能夠保持與其原始結(jié)構(gòu)相似的二級結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，固定在殼聚糖—碳納米管復(fù)合膜界面上的血紅蛋白能夠較好地實現(xiàn)其直接電子轉(zhuǎn)移，其表觀電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)κs約為167 s-1，并且對氧氣和過氧化氫的電化學(xué)還原具有良好的生物電化學(xué)催化活性，這項研究有望為新型納米生物傳感器的研究提供一個新的平臺

3、。 在本論文中，我們采用層層組裝技術(shù)，將混酸處理后表面帶有負電荷的碳納米管和帶正電荷的殼聚糖通過靜電吸附作用逐層組裝到ITO電極表面上，研究了組裝的碳納米管對抗壞血酸的電化學(xué)催化氧化性質(zhì)。掃描電子顯微鏡、循環(huán)伏安法和紫外—可見光譜研究結(jié)果表明，基于層層組裝制備的碳納米管復(fù)合膜具有表面覆蓋度均勻，碳納米管數(shù)量可控等優(yōu)點。組裝不同層數(shù)的自組裝薄膜對抗壞血酸的電化學(xué)催化氧化的研究表明，隨著ITO電極表面自組裝薄膜層數(shù)的增加，抗壞血酸的