戴诗岩 王天鹤 孙宝锋 于莹莹 田冬梅（沈阳师范大学化学与生命科学学院，辽宁沈阳110034）

碳纳米管/聚合物薄膜修饰电极的研究进展

戴诗岩 王天鹤 孙宝锋 于莹莹 田冬梅（沈阳师范大学化学与生命科学学院，辽宁沈阳110034）

化学修饰电极（CME）问世于二十世纪七十年代中期［1］，主要应用于电化学和电分析化学等领域。不同于之前电化学中只对裸电极或电解液界面进行研究，修饰后的电极具有更优秀的化学和电化学性能，受到国内外的普遍重视［2］。电极的修饰材料是决定电化学现象的因素之一，在电化学研究过程中起着相当重要的作用［3］。

本文主要介绍碳纳米管和聚合物薄膜这两种修饰材料，在化学修饰电极这一领域内的应用和发展。

一、碳纳米管的特性及应用

碳纳米管（CNT），又被称为八基管，可分为两种：一种是由单层石墨烯卷曲形成的单壁碳纳米管（SWNT，Single-wall carbon nanotube），另一种是由多层石墨烯卷曲形成的多壁碳纳米管（MWNT，Multi-wall carbon nanotube）［4］。其制备方法主要有催化裂解法［5］，电弧放电法［6］，化学气相沉积法［7］等。

碳纳米管独特的结构和性质，使其具有较大的比表面积和较好的生物识别性，在安全控制、环境监控、临床诊断学和食品化学分析等方面都有较好的应用。蔡称心［8］等研究碳纳米管在毛细管电泳和高效液相色谱等分离技术方面有着重要作用。罗红霞［9］等将羧基化的单层碳纳米管滴涂在裸的玻碳电极表面，该修饰电极对多巴胺、肾上腺素等类似物质具有很好的催化作用。Biuck Habibi［10］等采用示差脉冲伏安法，将对乙酰氨基酚和抗坏血酸在单壁碳纳米管修饰的碳陶瓷电极上进行测定，可以很好的将二者进行分离。

二、聚合物薄膜的特性及应用

随着聚合物薄膜的出现，化学修饰电极的研究方向便发生了改变，国内外专家均着手研究聚合物薄膜的特性和优点［11］。如制备方法比较简单；电极使用寿命长；可以键合或结合大量具有电活性中心（或功能点位）；比较稳定，不易溶于某些溶剂；可以人为的控制聚合时间和聚合圈数圈，以此来改变聚合物薄膜的厚度。

近几年聚合物薄膜作为修饰材料，已发展为导电性、惰性、离子交换性和氧化还原性的聚合物薄膜修饰电极［12］。目前在材料科学，电子学，分析科学，环境科学，能源科学，生命科学和许多其他学科方面得到了很好的应用。张少波［13］等研究了抗坏血酸和对乙酰氨基酚，为此制备了聚4-（2-吡啶偶氮）间苯二酚（PPAR）修饰电极，得到了很好的区分，应用于实际样品银翘片中也得到满意的结果。翁前锋［14］等制备对聚氨基苯磺酸（ABSA）修饰电极对抗坏血酸、多巴胺和尿酸进行同时测定，将三者很好地区分开，且重现性和稳定性均很好。Palraj Kalimuthu［15］等利用纳米薄膜修饰电极对抗坏血酸、多巴胺和尿酸同时测定，三者的氧化峰电位区分较好，且得到更宽的检测范围，应用于实际样品测定也获得了满意的效果。

三、碳纳米管/聚合物薄膜修饰电极在化学/生物传感器中的研究进展

通过一些特殊的方法对碳纳米管进行预处理，使其溶解性和分散性得到改善，可以分散在各种有机溶剂中，并相容于各种高分子基体中，进一步增强聚合物薄膜的催化性能［16］。

近几年，碳纳米管/聚合物薄膜修饰电极已经成为国内外该领域学者的首要研究对象。王宗花［17］等对槲皮素进行选择性测定，为此制备了聚吡咯（PPy）/碳纳米管分子印记修饰电极，促进了槲皮素的氧化峰电流的增大，抑制了氧化峰电位的转移，效果令人满意。聂丽华［18］等研究了基于壳聚糖（CS）修饰碳纳米管表面铅离子（Pb2+）印记材料的制备及其性能，成功应用于废水中铅离子的分离及测定。Xia Zhou［19］等制备了多壁碳纳米管-聚（3，5-二羟基苯甲酸）膜修饰电极，在抗坏血酸的干扰下对多巴胺进行了选择性测定，开创了一个更简单有效的测定方法。YanWang［20］等将官能化的聚（酪氨酸）和多壁碳纳米管同时修饰到电极表面对抗坏血酸、多巴胺和尿酸进行同时测定，得到成功的区分和更宽的检测范围。

碳纳米管自问世以来，从制备、结构、性质到应用都不断地有重大收获，目前已成功地将其力学性、柔韧性、导电性和传热性，与聚合物薄膜的稳定性、不溶性、可控性和选择性结合在一起。虽然化学修饰电极还存在着一些问题，如碳纳米管在与聚合物薄膜基体材料中的分散，以及碳纳米管与聚合物薄膜之间的作用基理，但随着碳纳米管分散手段的提高和聚合物薄膜种类的增多，碳纳米管/聚合物薄膜修饰电极的发展将会更加迅猛。

［1］宋青云，马永钧，候秀芳.化学修饰型复合汞膜电极的研究进展［J］.分析仪器.2009，5：1-5.

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［3］秦学，高学平，吴峰.碳纳米管的电化学贮氢性能研究［J］.电化学，2000，6（4）：388-392.

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［5］张艾飞，刘吉平，刘华.乙醇-催化裂解法大量制备离散碳纳米管［J］.精细化工，2005，22（5）：658-660.

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［10］Biuck Habibi，Mojtaba Jahanbakhshi，Mohammad Hossein Pournaghi-Azar，Differential pulse voltammetric simultaneous determination ofacetaminophen and ascorbic acid using single-walled carbon nanotube-modified carbon-ceramic electrode，Analytical Biochemistry，411（2011）167–175.

［11］Junfeng Wen，Yadong Jiang，Yajie Yang，etc.，Conducting polymer and reduced graphene oxide Langmuir–Blodgett films：a hybrid nanostructure for high performance electrode applications，JMater Sci：Mater Electron（2014）25：1063–1071.

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［16］晋卫军，孙旭峰，王煜.碳纳米管溶解性及其化学修饰［J］.新型炭材料，2004，19（4）：312-318.

［17］朱玲艳，王宗花，陈小印等.聚吡咯/碳纳米管分子印迹修饰电极对槲皮素的选择性测定［J］.分析测试学报，2011，30（1）：18-23.

［18］杨潇，张朝晖，张华斌等.基于壳聚糖修饰碳纳米管表面铅离子印迹材料的制备及其性能研究［J］.分析化学，2011，39（1）：34-38.

［19］Xia Zhou，Na Zheng，Shurong Hou，etc.，Selective determination of dopamine in the presence ofascorbic acid atamulti-wall carbon nanotube-poly（3，5-dihydroxy benzoic acid）film modified electrode，JournalofElectroanalyticalChemistry，642（2010）30–34.

［20］YanWang，Chunyan Bi，Simultaneouselectrochemicaldetermination of ascorbic acid，dopamine and uric acid using poly（tyrosine）/functionalized multi-walled carbon nanotubes composite film modified electrode，JournalofMolecular Liquids，177（2013）26–31.

Advances in Carbon Nano tube/Po lym er Film M od ified Electrode Research

Dai Sh i-yan,W ang Tian-he,Sun Bao-feng,Yu Y ing-y ing,W ang Jia,Chi He,Tian Dong-mei College of Chem istry and Life Sciences,Shenyang Normal University，Shenyang 110034，China

本文综述了碳纳米管和聚合物薄膜这两种修饰材料，在化学修饰电极领域内的应用，并对未来的发展进行了展望。

碳纳米管；聚合物薄膜；化学修饰电极

The application of carbon nanotubes and polymer film in the area ofmodified electrodeswas reviewed，the prospect of the application wasalso proposed.

Carbon Nanotubes；Polymer Film；Chem ical Modified Electrodes

戴诗岩（1989-），男，沈阳师范大学硕士研究生,分析化学专业。

田冬梅（1973-），女，沈阳师范大学副教授，硕士研究生导师。