三維多孔聚乙烯二氧噻吩及其復(fù)合材料的制備與電化學(xué)傳感應(yīng)用.pdf

1、導(dǎo)電聚合物作為一種應(yīng)用前景較好的材料，它表現(xiàn)出很多獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)，例如：不溶不熔、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性良好等，基于這些性質(zhì)，導(dǎo)電聚合物被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)傳感器及生物傳感器的電極修飾材料。但由于大部分的導(dǎo)電聚合物仍然存在各方面的缺陷，使得它們在電化學(xué)傳感的應(yīng)用方面受到了很多限制，所以制備穩(wěn)定性更高、導(dǎo)電性更好、比表面積更大的高分子導(dǎo)電聚合物成了近年來的研究熱點(diǎn)。聚乙烯二氧噻吩（PEDOT）的誕生成功克服了導(dǎo)電聚合物的大部分缺點(diǎn)，成

2、為目前最穩(wěn)定、最具有前景的高分子導(dǎo)電聚合物之一，同時(shí)它因?yàn)榫哂辛己玫姆€(wěn)定性，較高的電導(dǎo)率，較大的可見光透過率和良好的加工性能等優(yōu)點(diǎn)而受到了人們的廣泛研究。然而大多數(shù)有關(guān)PEDOT的電化學(xué)傳感器都是基于二維平面的PEDOT膜，其比表面積較低，對其他納米材料負(fù)載量有待提高，此外二維平面膜對離子的擴(kuò)散傳輸效率也較低。為進(jìn)一步提升基于PEDOT的電化學(xué)傳感器的響應(yīng)性能，本論文發(fā)展了一種制備三維多孔PEDOT(縮寫為3D-P-PEDOT)的方法，

3、并基于3D-P-PEDOT及其與CuxO或PB的復(fù)合物構(gòu)建了幾種高靈敏的電化學(xué)傳感器。論文的主要研究工作如下：
　　1、論文工作一：采用電化學(xué)沉積的方法，成功的在玻碳電極（GCE）上合成了3D-P-PEDOT，并用此修飾電極構(gòu)建了亞硝酸鹽及抗壞血酸的電化學(xué)傳感器。在實(shí)驗(yàn)中通過改變沉積電位、沉積時(shí)間等沉積條件來改變PEDOT的形貌，使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察PEDOT的不同形貌，從而探討出它的生長機(jī)理。接著采用循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)

4、電流法、計(jì)時(shí)安培法對3D-P-PEDOT/GCE的電化學(xué)行為及其對亞硝酸鹽及抗壞血酸的電催化氧化性能進(jìn)行了研究，這個(gè)傳感器與之前所報(bào)道的PEDOT傳感器相比在多方面的性能都有很大的提高。此傳感器檢測亞硝酸鹽的線性范圍為0.5-9200μM，靈敏度為64.31μA·mM-1，檢出限為0.2μM（S/N=3）。檢測抗壞血酸的線性范圍0.5-11200μM，靈敏度為55.21μA·mM-1，檢出限為0.1μM。
　　2、論文工作二：利用

5、第一個(gè)工作中合成的3D-P-PEDOT為基底，采用電化學(xué)沉積的方法先在基底上生長Cu微粒，然后在0.1M NaOH中用循環(huán)伏安法把Cu微粒轉(zhuǎn)化成CuxO，從而制備出3D-P-PEDOT-CuxO復(fù)合材料。使用SEM觀察復(fù)合材料的形貌，通過能量分散光譜（EDS）來確定它的元素組成，用拉曼光譜來確定CuxO的結(jié)構(gòu)。接著，在電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)PEDOT不僅能作為固載CuxO的基底，起到增強(qiáng)導(dǎo)電性及增大固載面積的作用，而且可以直接催化氧化水合肼。

6、最后采用循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗、計(jì)時(shí)電流法和計(jì)時(shí)安培法對3D-P-PEDOT-CuxO的電化學(xué)行為及其對水合肼的電催化氧化性能進(jìn)行了研究。該水合肼傳感器具有寬的線性范圍（0.5-600μM，600-53000μM），高的靈敏度（414μA·mM-1·cm-2）和低的檢出限（0.2μM（S/N=3））。
　　3、論文工作三：以第一個(gè)工作中合成的3D-P-PEDOT為基底，利用PEDOT大的比表面積及其本身所具有的還原性，采用非常環(huán)保的

7、直接浸泡方法就可在基底上生長普魯士藍(lán)納米粒子（PBNPs），從而得到3D-P-PEDOT-PBNPs復(fù)合材料，并用此復(fù)合材料成功的構(gòu)建了性能優(yōu)良的過氧化氫無酶傳感器。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PEDOT不僅作為導(dǎo)電支撐材料，而且作為還原劑引發(fā)PB的生長，其多孔結(jié)構(gòu)加速了分析物在電極表面的擴(kuò)散傳質(zhì)，大的比表面積有利于提升PB的負(fù)載量。PEDOT與PB前驅(qū)體反應(yīng)5min后得到的復(fù)合物上PB粒徑均勻，分散性好，復(fù)合物的催化活性最高?；诖藦?fù)合物構(gòu)建的H2O2