基于Pt-HNTs-GE 納米復合材料電化學傳感器構置研究

王 燕

（西安醫學院藥學院，陜西 西安 710021）

埃洛石納米管（HNTs）作為一種新型的納米材料也可與金屬等納米粒子組成復合物用于電化學傳感器電極的構置。石墨烯（GE）的特殊納米結構，其具有高體積-面積比、良好的導電性能、優良的機械加工性能以及高穩定性等諸多優點，使得其在納米材料領域有著廣泛的應用，并在電化學傳感研究方面得到很好的拓展且成果豐富[1-2]。

1 試劑與儀器

試劑：聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA，w=20%) 和氯鉑酸 (H2PtCl6，99.99%)，Sigma-Aldrich.試劑公司。

儀器：電化學工作站（CHI660A），上海辰華儀器有限公司； 掃描電子顯微鏡 SEM（JSM6700）、X 射線能譜儀EDS（JSM-6390A）、X 射線衍射分析儀XRD（D/MAX-3C），日本理學電機株式會社；透射電子顯微鏡TEM（G2 F20 S - TWIN），美國田納西FEI 公司；X 射線光電子能譜儀XPS（Axis Ultra）克雷斯托分析儀器日本公司。

2 結果與討論

2.1 電極表面不同修飾物的表征

分別采用TEM 和EDS 對HNTs、HNTs-GE和Pt-HNTs-GE 納米復合材料進行表征。由圖1(A) 呈現可以看出長度大約為200 nm，寬度大約20 nm 的管狀HNTs。圖1 (B) 可以清晰地看到HNTs 被牢牢吸附在GE 表面，增大了GE 與Pt NPs 的有效接觸面積。圖1 (C) 是Pt/HNTs-GE納米復合材料的電鏡圖。

圖1 納米復合材料的TEM 圖

2.2 選擇工作電位

采用計時安培法探討了在0.3 ～0.55 V 工作電位區域內，該電極對葡萄糖電催化氧化的影響，結果如圖2 所示。由圖2 可見，當工作電位為0.35 V 時，I-t 曲線響應平穩。故在電流曲線穩定的情況下實驗中采用的工作電位為0.35 V。

2.3 安培法檢測葡萄糖

圖2 不同工作電位下Pt/HNTs-GE/GCE 獲得的多次加入1.0 mmol 葡萄糖的I -t 曲線

圖3 (A) 連續加入不同濃度葡萄糖時用Pt/HNTs-GE/GCE 獲得的I-t 曲線(B) 測定葡萄糖的標準曲線 工作電位：0.35V 支持電解質：50 m mol/L NaOH

圖3 (A) 是工作電位為0.35 V 的I-t 安培電流曲線。結果表明，經驗條件優化后，響應電流值以臺階狀不斷增大，伴隨著葡萄糖濃度的不斷增加。傳感器的響應時間小于3 s，表明Pt/HNTs-GE/GCE 對葡萄糖有較快的響應行為。圖3(B) 為線性擬合曲線，電流在3.0×10-7～5.7×10-3mol·L-1范圍內與葡萄糖濃度呈線性關系，相關系數為0.996，檢出限為1.2×10-7mol·L-1(S/N = 3)。

3 結論

本實驗利用PDDA 在溶液中提供陽離子的特性，成功制備了Pt/HNTs-GE 納米復合材料，構置了一種新穎的無酶電化學傳感器。該傳感器檢測在應用與葡萄糖檢測中具有寬的線性范圍特點。該研究為構建無酶電化學傳感器提供了新思路，拓展了納米材料的應用范圍，埃洛石是一種良好的電極構置新材料[3]。