CN105372306A - 罗丹明6g-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法 - Google Patents

罗丹明6g-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法。分别取5~10mL罗丹明6G乙醇溶液和磷钨酸水溶液于烧杯中混合搅拌、晃动，然后取20~30μL混合液直接滴在玻碳电极上，等自然晾干后形成罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极。该方法简便、快速，无需离心分离等步骤，制得的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒具有良好的吸附性能和成膜性，是一种良好的玻碳电极修饰材料，可应用到多巴胺的电化学检测中。

Description

罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法
技术领域
本发明属于有机-无机杂化纳米微粒合成技术领域，特别涉及一种罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法。
背景技术
“复合型纳米材料”是指两种或两种以上物质在纳米尺度上以某种方式结合在一起而构成的复合粒子。通过多种材料的复合，实现性能互补和优化，能够制备性能优异的纳米材料。有机-无机杂化纳米材料综合了无机材料、有机材料和纳米材料的优良特性，在力学、热学、光学、电学、生物以及环保等领域中展现出广阔的应用前景。
另外，各种偶氮染料、蒽脂染料、芳甲烷染料等多类有机染料，其分子结构都具有一个大的杂环共扼体系。这些分子在电极表面很容易吸附，同时这些有机染料的电化学活性都很好，可以起到电子媒介体的作用。并且采用染料修饰电极，结合染料本身良好的电催化性能，在电化学领域有着广泛的应用。
制备染料-无机杂多酸复合微粒的过程中，会使得染料本身的聚集形态发生改变。合成的复合微粒不仅具备了染料的吸附性能强、性质稳定、成膜行好等特点，还具备了杂多酸的良好的生物亲和性和催化性能。因此，染料-杂多酸复合微粒在电分析化学中有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法。
具体步骤为：
(1)称取0.1~0.5mmol罗丹明6G加入到30~40mL无水乙醇中，搅拌溶解，制得罗丹明6G乙醇溶液。
(2)称取0.1~0.3g磷钨酸加入到10~20mL二次水中，溶解制得磷钨酸水溶液。
(3)将玻碳电极在金砂相纸上用0.5μm的抛光粉粗磨，冲洗干净后再在麂皮布上用0.35μm的Al2O3抛光粉细磨，冲洗干净后置于体积比为1:3HNO3/无水乙醇混合液和二次水中各超声清洗2~5min，再用超纯水冲洗干净，晾干，最后作为工作电极在0.1mol/L的H2SO4溶液中进行循环伏安法扫描，扫描电位范围为-1.0~1.4V；扫描速率为0.1V/s；扫描循环伏安至曲线稳定，即制得处理后的玻碳电极。
(4)取5~10mL步骤(1)制得的罗丹明6G乙醇溶液和5~10mL步骤(2)制得的磷钨酸水溶液混合搅拌、晃动，制得混合液，然后取20~30μL混合液直接滴在步骤(3)制得的处理后的玻碳电极上，盖上电极帽，自然晾干后在玻碳电极表面形成罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒，即制得罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰的玻碳电极。
本发明方法的优点如下：
(1)本发明方法制得的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒综合了无机材料、有机材料和纳米材料的优良特性，具有较好的稳定性和重复性，在力学、热学、光学、电学、生物以及环保等领域中展现出广阔的应用前景。
(2)本发明方法制得的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒材料具有良好的吸附性能和成膜性，可作为电极修饰材料，应用到多巴胺等检测之中，结果令人满意。
(3)本发明方法只需将溶液混合、搅拌、晃动和自然晾干几个简单步骤，即可制得性能优越的杂化纳米微粒材料，其制备工艺简单快捷，且成本低廉。
附图说明
图1是本发明实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的扫描电子显微镜照片（SEM）。
图2是本发明实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的粒径统计图（随机在图1中选取200个微粒进行粒径统计）。
图3是本发明实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的能谱分析图（EDS）。
图4是本发明实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒分散在水相中和罗丹明6G水溶液的紫外-可见吸收光谱图。
图5是本发明实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒以及磷钨酸、罗丹明6G的红外光谱图。
图6是本发明实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰的玻碳电极（a）和裸玻碳电极（b）对多巴胺响应的循环伏安扫描图。
具体实施方式
实施例
(1)称取0.3mmol罗丹明6G加入到35mL无水乙醇中，搅拌溶解，制得罗丹明6G乙醇溶液。
(2)称取0.2g磷钨酸加入到15mL二次水中，溶解制得磷钨酸水溶液。
(3)将玻碳电极在金砂相纸上用0.5μm的抛光粉粗磨，冲洗干净后再在麂皮布上用0.35μm的Al2O3抛光粉细磨，冲洗干净后置于体积比为1:3HNO3/无水乙醇混合液和二次水中各超声清洗4min，再用超纯水冲洗干净，晾干，最后作为工作电极在0.1mol/L的H2SO4溶液中进行循环伏安法扫描，扫描电位范围为-1.0~1.4V；扫描速率为0.1V/s；扫描循环伏安至曲线稳定，即制得处理后的玻碳电极。
(4)取7.5mL步骤(1)制得的罗丹明6G乙醇溶液和7.5mL步骤(2)制得的磷钨酸水溶液混合搅拌、晃动，制得混合液，然后取25μL混合液直接滴在步骤(3)制得的处理后的玻碳电极上，盖上电极帽，自然晾干后在玻碳电极表面形成罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒，即制得罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰的玻碳电极。
通过扫描电子显微镜（SEM）分析，研究了罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的形态和结构，从图1中可以看出罗丹明6G-磷钨酸微粒表面光滑，呈近似球形或椭球形，堆积成三维有空隙的结构。图2统计结果为：罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的平均粒径为111±32nm。
通过罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的能谱（EDS）分析，图3数据结果表明该复合微粒中W元素与P元素的原子比例为12.7：1，符合磷钨酸（H3PW12O40）的化学计量比。
通过紫外-可见吸收光谱分析，从图4中可以看出罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒的最大吸收峰发生红移，表明罗丹明6G在罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒中的聚集形态属于J型聚集体。
通过红外光谱分析，从图5中说明了罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒中磷钨酸也以Keggin形态存在。
综上所述，证明磷钨酸的Keggin单元以氢键的形式与罗丹明6G的氨基进行连接。
下面从电化学领域方面测定本实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰的玻碳电极的性能。
分别以本实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极（a）和裸玻碳电极（b）作为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，Pt电极为对电极组成三电极系统。以PBS溶液（0.1mol/L，pH=6~7）为底液，多巴胺溶液浓度为5.0×10-6mol/L，扫描速度100mV/s，循环伏安扫描图，结果如图6。
由图6可看出以罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰电极为工作电极的多巴胺电化学信号有明显的增强，罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒能够催化多巴胺的氧化还原。
综上所述，本实施例制备的罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒具有良好的电催化性能，综合了无机材料（磷钨酸）、有机材料（罗丹明6G）和纳米材料的优良特性，在电化学领域有着广泛的应用。相信有机-无机杂化纳米材料，在力学、热学、光学、生物以及环保等领域中也展现出广阔的应用前景。

Claims (1)

1.一种罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰玻碳电极的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)称取0.1~0.5mmol罗丹明6G加入到30~40mL无水乙醇中，搅拌溶解，制得罗丹明6G乙醇溶液；
(2)称取0.1~0.3g磷钨酸加入到10~20mL二次水中，溶解制得磷钨酸水溶液；
(3)将玻碳电极在金砂相纸上用0.5μm的抛光粉粗磨，冲洗干净后再在麂皮布上用0.35μm的Al2O3抛光粉细磨，冲洗干净后置于体积比为1:3HNO3/无水乙醇混合液和二次水中各超声清洗2~5min，再用超纯水冲洗干净，晾干，最后作为工作电极在0.1mol/L的H2SO4溶液中进行循环伏安法扫描，扫描电位范围为-1.0~1.4V；扫描速率为0.1V/s；扫描循环伏安至曲线稳定，即制得处理后的玻碳电极；
(4)取5~10mL步骤(1)制得的罗丹明6G乙醇溶液和5~10mL步骤(2)制得的磷钨酸水溶液混合搅拌、晃动，制得混合液，然后取20~30μL混合液直接滴在步骤(3)制得的处理后的玻碳电极上，盖上电极帽，自然晾干后在玻碳电极表面形成罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒，即制得罗丹明6G-磷钨酸杂化纳米微粒修饰的玻碳电极。
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Application publication date: 20160302

Assignee: GUANGXI JISHUN ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022450000495

Denomination of invention: A Method of Modifying Glassy Carbon Electrode with Rhodamine 6G Phosphotungstic Acid Hybrid Nanoparticles

Granted publication date: 20180410

License type: Common License

Record date: 20221229

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Application publication date: 20160302

Assignee: Guangxi pinri Electronic Technology Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022450000634

Denomination of invention: Method of modifying glassy carbon electrode with rhodamine 6G-phosphotungstic acid hybrid nanoparticles

Granted publication date: 20180410

License type: Common License

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