基于Pt-HNTs-GE 纳米复合材料电化学传感器构置研究

王 燕

（西安医学院药学院，陕西 西安 710021）

埃洛石纳米管（HNTs）作为一种新型的纳米材料也可与金属等纳米粒子组成复合物用于电化学传感器电极的构置。石墨烯（GE）的特殊纳米结构，其具有高体积-面积比、良好的导电性能、优良的机械加工性能以及高稳定性等诸多优点，使得其在纳米材料领域有着广泛的应用，并在电化学传感研究方面得到很好的拓展且成果丰富[1-2]。

1 试剂与仪器

试剂：聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA，w=20%) 和氯铂酸 (H2PtCl6，99.99%)，Sigma-Aldrich.试剂公司。

仪器：电化学工作站（CHI660A），上海辰华仪器有限公司； 扫描电子显微镜 SEM（JSM6700）、X 射线能谱仪EDS（JSM-6390A）、X 射线衍射分析仪XRD（D/MAX-3C），日本理学电机株式会社；透射电子显微镜TEM（G2 F20 S - TWIN），美国田纳西FEI 公司；X 射线光电子能谱仪XPS（Axis Ultra）克雷斯托分析仪器日本公司。

2 结果与讨论

2.1 电极表面不同修饰物的表征

分别采用TEM 和EDS 对HNTs、HNTs-GE和Pt-HNTs-GE 纳米复合材料进行表征。由图1(A) 呈现可以看出长度大约为200 nm，宽度大约20 nm 的管状HNTs。图1 (B) 可以清晰地看到HNTs 被牢牢吸附在GE 表面，增大了GE 与Pt NPs 的有效接触面积。图1 (C) 是Pt/HNTs-GE纳米复合材料的电镜图。

图1 纳米复合材料的TEM 图

2.2 选择工作电位

采用计时安培法探讨了在0.3 ～0.55 V 工作电位区域内，该电极对葡萄糖电催化氧化的影响，结果如图2 所示。由图2 可见，当工作电位为0.35 V 时，I-t 曲线响应平稳。故在电流曲线稳定的情况下实验中采用的工作电位为0.35 V。

2.3 安培法检测葡萄糖

图2 不同工作电位下Pt/HNTs-GE/GCE 获得的多次加入1.0 mmol 葡萄糖的I -t 曲线

图3 (A) 连续加入不同浓度葡萄糖时用Pt/HNTs-GE/GCE 获得的I-t 曲线(B) 测定葡萄糖的标准曲线 工作电位：0.35V 支持电解质：50 m mol/L NaOH

图3 (A) 是工作电位为0.35 V 的I-t 安培电流曲线。结果表明，经验条件优化后，响应电流值以台阶状不断增大，伴随着葡萄糖浓度的不断增加。传感器的响应时间小于3 s，表明Pt/HNTs-GE/GCE 对葡萄糖有较快的响应行为。图3(B) 为线性拟合曲线，电流在3.0×10-7～5.7×10-3mol·L-1范围内与葡萄糖浓度呈线性关系，相关系数为0.996，检出限为1.2×10-7mol·L-1(S/N = 3)。

3 结论

本实验利用PDDA 在溶液中提供阳离子的特性，成功制备了Pt/HNTs-GE 纳米复合材料，构置了一种新颖的无酶电化学传感器。该传感器检测在应用与葡萄糖检测中具有宽的线性范围特点。该研究为构建无酶电化学传感器提供了新思路，拓展了纳米材料的应用范围，埃洛石是一种良好的电极构置新材料[3]。