TWI383145B - Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method - Google Patents

Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method Download PDF

Info

Publication number
TWI383145B
TWI383145B TW98100480A TW98100480A TWI383145B TW I383145 B TWI383145 B TW I383145B TW 98100480 A TW98100480 A TW 98100480A TW 98100480 A TW98100480 A TW 98100480A TW I383145 B TWI383145 B TW I383145B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ascorbic acid
measuring
substrate
sensing electrode
electrode
Prior art date
Application number
TW98100480A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201027069A (en
Original Assignee
Univ Nat Chunghsing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Chunghsing filed Critical Univ Nat Chunghsing
Priority to TW98100480A priority Critical patent/TWI383145B/zh
Publication of TW201027069A publication Critical patent/TW201027069A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI383145B publication Critical patent/TWI383145B/zh

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

量測抗壞血酸之感測電極及其製法
本發明是有關於一種感測電極及其製法,特別是指一種結合奈米碳管而具有較佳的穩定性、靈敏度與再現性的量測抗壞血酸之感測電極及其製法。
L-抗壞血酸(L-ascorbic acid,簡稱AA,又稱維生素C)在人體內是重要的生物分子,其所涉及的生物反應包含免疫系統、傷口恢復和鐵離子的吸收等,人體若缺乏可能會造成壞血病。另外,抗壞血酸也是高效的抗氧化劑,並且扮演輔酶的角色。由於人類無法自行製造抗壞血酸,而抗壞血酸又是人類必須的營養素,因此,食品中常以抗壞血酸當作食品添加劑,例如,將抗血酸製成一種抗氧化物和防腐劑的酸度調節劑。近年來的研究更陸續證實了抗壞血酸在人體所扮演的重要角色,因此,如何檢測分析抗壞血酸的濃度對於在食品含量檢測及醫學研究抗血酸都是重要而有意義的。
目前研究發展出許多抗壞血酸的測定方法,包含有光譜分析、層析法、酵素催化法、氧化還原滴定法和電化學分析。其中,電化學分析由於可達到較低濃度的量測極限,並能藉由修飾電極,及改變施加的量測電壓來提高量測的選擇性,以避開干擾物的影響,而成為目前主要的研究方向。此外,電化學分析法還可以製作成微電極型式,對於研究生物體內的抗壞血酸濃度將會是一種方便而可行的方式。
但以電化學分析量測抗壞血酸仍要面對的問題有抗壞血酸氧化物易造成電極毒化,需再提高工作電壓才能促使反應進行,但提高電壓易導致低選擇性、缺乏再現性以及低靈敏度的問題。此外,還需要利用修飾電極的手段來使電極具有催化性質以提升其量測極限。因此,須提供既可防止電極毒化又具有催化性質的材料作為電極修飾劑,才能達到較佳的量測效果。
為了保持電極性質的穩定和提升電極導電性,通常會以導電高分子作為電極材料,以藉由導電高分子的導電性質在電化學的量測上扮演傳遞電子的角色。其中,聚苯胺(polyaniline)由於具有容易合成、常溫下性質穩定,及可藉由摻雜物質或控制氧化還原態來調控導電性等特性,而成為目前應用較廣泛的導電高分子之一,並已被應用在許多方面,例如,可充電電池、指示劑、電子元件、陰離子層析、電化學以及生物分子偵側器上等。雖然目前已有利用聚苯胺量測抗壞血酸的相關研究資料,如“Kimartin,P.A.et.al. Current Applied Physics,2008,8,320”、”P.J.O’ Connell,et. al. Anal. Chim. Acta,2001,431,239”,及”Yang X. et. al. Talanta,2006,70,556”等文獻資料都顯示當抗壞血酸擴散到修飾有聚苯胺的電極表面時,與氧化態的聚苯胺發生反應產生還原態的聚苯胺,而所增加的聚苯胺還原態導致氧化電流生成,因此,可藉由電流的大小來量測抗壞血酸的濃度。但是,聚苯胺只有在形成如下所示的em eraldine salt這種結構時:
才是能夠量測抗壞血酸的導電態,而且需要摻雜質子或其他種離子才具有良好的導電性,這些條件增加了聚苯胺在電化學分析應用的困難度。此外,在前述資料中所揭露的聚苯胺的量測環境都是在中性環境下(pH=7),且多是採用在聚苯胺中摻雜其他高分子陰離子的方式讓聚苯胺在中性環境下仍具有導電性,但由於所摻雜的高分子陰離子會緩慢地從聚苯胺分子中流失而導致電化學活性不穩定。此外,由於聚苯胺是使用玻璃碳電極或白金電極作為基板,此種基板的成本相對較高,導致所製得的感測電極具有較高的成本,而較不符合實際應用的經濟效益。
自從1991年發現奈米碳管之後,奈米碳管在物理、化學與材料科學上吸引相當多的研究投入。由於奈米碳管具有良好的機械性質和導電性質以及熱穩定性,目前也出現將奈米碳管應用在相關領域的研究,例如,化學感測器、能源儲存與轉換、場發射材料與電致促動器(electron echanical acutators)等。近年研究重點則放在製作以奈米碳管為基底的奈米元件,例如,電化學量測所使用的工作電極,相較於玻璃碳電極(glass carbon,簡稱為GC)、石墨與鑽石,奈米碳管的特殊結構和電學性質都勝過其他碳材料,但卻因為奈米碳管的型態為粉狀而且未經修飾的碳管不易分散於一般常見的溶劑,而使奈米碳管的應用受到限制,此外,由於奈米碳管與一般電極基板間的作用力較弱,使用一段時間後,易發生逐漸自電極基板上剝落的情形,導致奈米碳管電極用於電化學量測的穩定性不佳,而限制其實用性。
因此,目前仍有開發高靈敏性且性質穩定而具有實用性質,及價格便宜而符合經濟效益的量測抗壞血酸之感測電極的需求。
因此,本發明的目的,是在提供一種高靈敏性且性質穩定,並具有較低的製造成本的量測抗壞血酸之感測電極。
於是,本發明量測抗壞血酸之感測電極包含一基板、一結合在該基板上的奈米碳管層,及一結合在該奈米碳管層上的導電高分子層。
該基板具有導電性質且呈片狀。
該奈米碳管層包括多數個結合在該基板上的多層壁奈米碳管。
該導電高分子層包括多數個結合於該等多層壁奈米碳管的聚苯胺分子。
本發明量測抗壞血酸之感測電極的有益效果在於:以可導電材質的基板作為基底電極,再結合奈米碳管和聚苯胺這二種材質分別在該基板形成奈米碳管層與導電高分子層,則能利用奈米碳管的催化性質和利於化學反應發生的大的表面積來提升量測的靈敏性,並透過奈米碳管的導電度進一步提升電極的導電度而能增加量測的濃度極限與範圍,再以聚苯胺輔助提升奈米碳管電極的穩定性,使本發明具有靈敏性高且穩定性佳的特性。
進一步地,本發明提供一種量測抗壞血酸之感測電極的製法,其包含下列步驟:
(i)提供一由可導電材質所製成的基板;
(ii)配製一含有多數個多層壁奈米碳管的奈米碳管溶液,並將該奈米碳管溶液噴灑塗佈至該基板,待乾燥後,就能在該基板上形成一層奈米碳管層;及
(iii)配製一含有預定比例的苯胺單體的苯胺酸性溶液,再以電化學聚合的方式,使該等苯胺單體在該奈米碳管層上聚合形成聚苯胺,進而形成一導電高分子層,就能製得量測抗壞血酸之感測電極。
本發明量測抗壞血酸之感測電極的製法的有益效果在於:藉由提供可導電材質製成的基板可作為基底電極使用,再透過噴塗法則可快速而有效率地進行大面積的奈米碳管塗佈,及配製苯胺酸性溶液並配合電化學聚合方式,就能使苯胺單體在該奈米碳管層上聚合成聚苯胺並形成該導電高分子層,以利用聚苯胺的高穩定性包覆固定該奈米碳管層,進而確保電極的穩定性,使本發明能以相對較簡單快速的噴灑塗佈法及電化學聚合法在該基板沉積出該奈米碳管層與導電高分子層,進而與該基板相配合形成高敏度、再現性及高穩定性的感測電極,藉此,能夠簡化生產製程並增進製造效率,而具有可發展為量產化製程的特性。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中,將可清楚的呈現。
參閱圖1,本發明量測抗壞血酸之感測電極的較佳實施例包含一基板11、一結合在該基板11上的奈米碳管層12,及一結合在該奈米碳管層12上的導電高分子層13。
該基板11是呈片狀,且是選用具有導電性質的基板,在該實施例中,該基板具有一玻璃片材,及一形成在該玻璃片材上的導電薄膜,該導電薄膜為一選自下列群組中的材質所製成:氧化銦錫(tin-doped indium oxide,簡稱為ITO)、氧化鋅銦(indium-doped zinc oxide,簡稱為IZO)、氧化鋅鋁(aluminum-doped zinc oxide,簡稱為AZO),及氧化鋅鎵(gallium-doped zinc oxide,簡稱為GZO)。較佳地,該導電薄膜是由氧化銦錫製成。
該奈米碳管層12包括多數個結合在該基板11上的一沉積面111的多層壁奈米碳管。
該導電高分子層13包括多數個結合於該奈米碳管層的聚苯胺分子。
較佳地,該奈米碳管層12的厚度為200nm~350nm,及該導電高分子層13的厚度為100nm~250nm。且該較佳實施例對抗壞血酸的線性量測範圍為10-2 M~10-5 M。
參閱圖1、圖2與圖3,本發明量測抗壞血酸之感測電極的製法的較佳實施例則包含下列步驟:
步驟201是提供一由氧化銦錫導電玻璃所製成的基板11。
其中,該基板11的材質不應受限,只要是可導電的材質都可作為該基板11的材料,在該實施例中採用氧化銦錫作為該基板11,主要是基於其相較於一般感測電極所採用的玻璃碳電極、白金電極與金電極等,價格較便宜。
步驟202是配製一含有多數個多層壁奈米碳管的奈米碳管溶液,並將該奈米碳管溶液噴灑塗佈至該基板11的一沉積面111,待乾燥後,就能在該基板11形成一層奈米碳管層12。將該等多層壁奈米碳管結合至該基板11主要是基於奈米碳管具有極佳的電化學性質,例如,多層壁奈米碳管可視為金屬性質的導電材料,因此非常適用在電化學分析上,且奈米碳管具有極大的表面積,故有利於電化學反應在碳管表面發生。
由於奈米碳管一般為非親水性物質,在水溶液中不易分散,因此該等奈米碳管是先經純化與酸化處理使其帶有酸根(-COOH)及親水性,以便於能均勻地分散於乙醇與水的混合液中,再以氣流式噴槍將該奈米碳管溶液噴灑塗佈在該基板11,就能製備出該奈米碳管層12。其中,該奈米碳管溶液是將預定量且經純化與酸化處理的奈米碳管添加至混合有水和乙醇的溶劑,再以超音波震盪30分鐘而配製完成。進行噴灑塗佈時,則是利用乙醇揮發性較高的特性,及在噴灑塗佈時加熱該基板11,使該基板11溫度維持在100℃~120℃的範圍內的方式,使噴灑至該基板11之沉積面111的奈米碳管液滴中的溶劑部分能馬上乾燥,以防止碳管隨著液滴的流動而聚集,或液滴與液滴間聚集造成該奈米碳管層12的均勻度下降。
其中,是將未處理過的多層壁奈米碳管加入12M的濃鹽酸溶液,並加熱迴流進行純化,再以去離子水將碳管溶液清洗至PH值為中性,最後再以高溫爐烘乾。純化後的奈米碳管再以硫酸與硝酸的混合液進行酸化,並以去離子水清洗直到碳管為中性並烘乾。純化主要因為奈米碳管在合成過程中以金屬做催化劑,因此用濃鹽酸將金屬氧化並除去未反應完的金屬催化劑,然而,可作為氧化劑的其他強酸或強鹼,例如,硝酸,也可取代濃鹽酸達到純化的效果。酸化則是將純化後的奈米碳管再置入硫酸與硝酸的混合液中並利用超音波振盪進行,經此處理後,碳管本身結構較脆弱處會產生COOH基,而使原來糾結不溶於水的奈米碳管具親水性且較易分散在水溶液中,使該等奈米碳管能夠較均勻地被塗佈。
步驟203是配製一含有預定比例的苯胺單體的苯胺酸性溶液30,再以電化學聚合方式,使該等苯胺單體(aniline monomer)聚合形成聚苯胺(polyaniline),並包覆及結合在該奈米碳管層12上形成一導電高分子層13。其中,是搭配三電極系統進行電化學聚合,且是以已結合有該奈米碳管層12的基板11為工作電極,一白金絲31為輔助電極,及銀/氯化銀電極管32為參考電極,藉此,使該苯胺酸性溶液中的苯胺單體聚合為聚苯胺並沉積包覆於該奈米碳管層12上。藉此,可有效防止該等奈米碳管自該基板11脫落的情形發生,並有助於增加該奈米碳管層12結合在該基板11的穩固性,使所製得的感測電極兼具較佳的導電性與可靠性,而能發揮實用的價值。
該等苯胺單體是先經蒸餾純化二次,再溶於一PH值小於7的酸性溶液中形成預定濃度的苯胺酸性溶液,在該較佳實施例中,則是將純化後的該等苯胺單體溶於PH為1的酸性溶中以配製成0.1M的苯胺酸性溶液。該酸性溶液是選用能提供質子(H+ )給聚苯胺,使其形成導電態聚苯胺的酸性溶液,較佳地,該酸性溶液可為一選自下列群組中的溶液:硫酸、硝酸及氫氯酸。
<製造量測抗壞血酸之感測電極之具體例>
(1)奈米碳管噴灑塗佈在導電玻璃: 將多層壁奈米碳管先進行酸化使其帶有酸根(-COOH)及親水性,分散於水/乙醇溶劑,使用氣流式噴槍將碳管溶液噴灑在導電玻璃基板上,烘乾後即製備完成,詳細步驟如下:
(1-1)多層壁奈米碳管純化:將未處理的多層壁奈米碳管取1克添加12M濃鹽酸溶液,並加熱迴流。接著,再以去離子水將碳管溶液清洗至PH值為中性,最後以高溫烘乾。
(1-2)多壁奈米碳管酸化:取純化過的碳管約1克,添加入濃硫酸/濃硝酸混合溶液(體積比為3:1),加熱迴流。接著,清洗直到碳管為中性並烘乾。
(1-3)分散多層壁奈米碳管在溶液中:以2毫克碳管/5毫升溶液的比例將奈米碳管溶在去離子水/乙醇(4:1或3:2,在此是使用4:1)溶液中,並以超音波震盪30分鐘使碳管完全分散在該溶液中。
(1-4)噴灑塗佈奈米碳管:將已分散的多層壁奈米碳管溶液注入噴槍容器,使用乾淨的ITO導電玻璃為基板放置在溫度約120℃的加熱台上,噴灑塗佈碳管,依噴灑塗佈時間決定所形成的奈米碳管層的厚度。
(2)電化學聚合苯胺: 先將苯胺單體蒸餾純化二次,再配製酸性溶液溶解苯胺溶液。將苯胺的酸性溶液置於電解槽內,並以已結合奈米碳管層的ITO基板為工作電極進行電化學苯胺聚合,詳細步驟如下:
(2-1)蒸餾純化苯胺:將苯胺溶液20ml進行減壓蒸餾二次,以去除苯胺溶液中的雜質。
(2-2)電化學聚合苯胺:使用18MΩ的超純水作為溶劑,配製苯胺溶液溶於PH=1的硫酸溶液而得0.1M的苯胺酸性溶液。接著使用三電極系統的電化學裝置將製備好的奈米碳管電極連接至工作電極的位置進行電化學循環掃描聚合。電位設定在-0.2V~+0.8V之間,苯胺沉積時間以掃描圈數決定。在本實施例中是將電位設定在0.3V~0.8V這個區間,掃描圈數為20圈。完成電化學聚合並在該奈米碳管層沉積形成導電高分子層後,以18MΩ的超純水清洗數次,再使用氮氣槍吹乾,就能製得可量測抗壞血酸的感測電極。
值得說明的是,在進行電化學聚合苯胺時,分別在-0.2V~0.8V及0.3V~0.8V這二個區間進行電化學聚合,並以掃描式電子顯微鏡觀察聚苯胺在該奈米碳管層上的分佈情形,結果顯示相較於0.3V~0.8V的區間,在-0.2V~0.8V進行電化學聚合時,苯胺聚合於奈米碳管層上的覆蓋厚度較薄且不均勻,所以較佳是以0.3V~0.8V進行。此外,以電化學掃描速率0.05V/s,苯胺聚合沉積時間為200秒時,聚苯胺沉積在奈米碳管上的覆蓋厚度也較薄而不均勻,易使電極的導電度在使用過程中快速降低,當聚合沉積時間為800秒時,則奈米碳管層的表面沉積有較厚的聚苯胺層,使管狀形貌變得不明顯,導致奈米碳管的大表面積優勢無法被利用,所以,較佳的條件為聚合沉積時間為400秒,掃描速率0.05V/s,聚苯胺已均勻分佈並覆蓋在該奈米碳管層上,並填進奈米碳管交織的孔隙中,使原本分散獨立的碳管也因聚苯胺的存在不再根根明顯獨立,雖然碳管直徑略有增加,但仍然維持奈米碳管的管狀形貌,使得奈米碳管大表面的特性仍然能夠發揮。
<抗壞血酸濃度量測實驗>
參閱圖4,藉由滴加高濃度的抗壞血酸溶液來調整整體抗壞血酸溶液的濃度。並使用攪拌裝置持續攪拌電解液來消除因量測反應消耗抗壞血酸所造成的濃度極化因素。抗壞血酸由稀到濃依序被量測,最後取每個濃度階梯的電流平均值對應濃度作圖。詳細步驟如下:
(1)配製緩衝溶液:使用18MΩ的超純水作為溶劑,配製1M Na2 HPO4 以及1M NaH2 PO4 ,再以57.7:43.3的體積比例混合。接著,添加NaCl到溶液中使濃度為0.15M,以NaCl作為輔助電解質。
(2)以緩衝溶液配製1M抗壞血酸溶液5毫升,再依照比例稀釋為10-4 M、10-3 M、10-2 M、10-1 M的抗壞血酸溶液各5毫升。
(3)將緩衝溶液10毫升置於電解槽,將依<具體例>的方式製備好的感測電極作為工作電極,施加定電位0.2V的電壓,觀測電流值到達平穩(約10-7 A)即可停止。期間以攪拌子以60r.p.m.進行攪拌。
(4)施加定電位0.2V的電壓,每間隔50秒依照比例依序添加抗壞血酸溶液進入電解槽調整濃度,量測期間以攪拌子以60r.p.m.進行攪拌。
(5)實驗結束後,感測電極以18MΩ的超純水清洗數次,再使用氮氣槍吹乾。
參閱圖5,為定電位下,電流對時間的作圖,每間隔50秒添加預定濃度的抗壞血酸來調整整體濃度,圖中箭頭所指的是當下時間添加濃度較高的濃溶液後,整體抗血酸的濃度,由圖形的變化可看出,隨著濃度的增加,電流值也隨之增大,顯示本發明感測電極確實能應用於量測抗壞血酸的濃度。
另外,再以<具體例>所述的方式分別製得4個結合有奈米碳管與聚苯胺的感測電極,分別為A電極、B電極、C電極及D電極,再以這4個電極分別量測不同濃度抗壞血酸的電流值,量測數據如下表1所示。
再根據表1的數據,分別以A電極、B電極、C電極及D電極量測抗壞血酸時的電流對其濃度作圖,可得到如圖6之(a)、(b)、(c)、(d)所示的線性圖,再經線性迴歸處理,得到圖6之(a)、(b)、(c)、(d)的線性迴歸公式分別為:
A電極:Y=-1.22×10-5 -0.12091 X
B電極:Y=-1.67×10-6 -0.12488X
C電極:Y=-2.86×10-6 -0.11719 X
D電極:Y=-1.33×10-5 -0.1174 X
其中,Y表示以感測電極所量測得的電流值,X表所對應的抗壞血酸濃度。
由圖6的結果及線性迴歸公式可知,以本發明的製法所製得的A、B、C及D四個電極,其斜率相當接近,約為0.12A/M,表示電極的靈敏度相一致,且電極性質穩定,不同電極的量測結果相當接近,顯示本發明所製得的感測電極能夠獲得可靠的量測結果,且能透過電流與濃度的線性關係,根據所測得的電流來量測未知樣品的抗壞血酸濃度,而具有實用的價值。
<量測極限值>
另外,再根據將表1的數據,分別對電流與濃度取對數,再以對數轉換的濃度為橫座標,對數轉換的電流為縱座標作圖,結果如圖7所示,顯示本發明的A、B、C及D四個電極在量測抗壞血酸時,在其濃度為10-5 M~10-2 M之間,有很好的線性關係,而10-6 M到10-5 M,以及10-7 M~10-6 M又是另一個波段的線性關係,推測造成三個波段的原因可能是抗壞血酸濃度經過稀釋後所造成的誤差現象,但至少仍可將該感測電極的線性量測範圍限定在10-5 M~10-2 M,及將量測極限定為10-5 M。
歸納上述,本發明量測抗壞血酸之感測電極及其製法,可獲致下述的功效及優點,故能達到本發明的目的:
一、本發明藉由結合多層壁奈米碳管的導電度,及其大表面積的特性來提升該感測電極的導電度與靈敏度,並以聚苯胺輔助提升奈米碳管結合於電極的穩定性,使本發明量測抗壞血酸之感測電極具有穩定性較佳及靈敏度較高的優點。
二、利用噴灑塗佈法與電化學聚合沉積法,有利於形成大面積的奈米碳管層12與導電高分子層13,而能據此一次製成大面積且呈片狀的感測電極初成品,該初成品可再被裁切成多數個預定尺寸的感測電極完成品,藉此,除了能使多層壁奈米碳管與聚苯胺這二種具電化學優越性質的材料相結合外,還能以相對較簡易的方式製得該感測電極,使本發明的製法具有可發展為高效率的製程,此外,藉由使用相對於市售電極的白金基板、金基板及玻璃碳基板更為便宜的ITO導電玻璃作為電極的基板,除了能夠提供較佳抗壞血酸量測性能外,也可降低該感測電極的製造成本,因此,本發明量測壞血酸之感則電極的製法具有可簡化製程與降低生產成本的特性。
三、以本發明製法所製得的感測電極量測不同濃度的抗壞血酸時,可得到極佳的電流對濃度的線性關係,且不同時間所製得的感測電極的量測結果相一致,顯示本發明感測電極有較佳的再現性、靈敏性與穩定性。
四、以本發明製法所製得的感測電極量測不同濃度的抗壞血酸時,由實驗證實其可量測的濃度範圍為10-2 M~10-5 M,且量測極限可達10-5 M,顯示本發明量測抗血酸之感測電極具有符合實用需求的量測性能。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11‧‧‧基板
111‧‧‧沉積面
12‧‧‧奈米碳管層
13‧‧‧導電高分子層
30‧‧‧苯胺酸性溶液
31‧‧‧白金絲
32‧‧‧銀/氯化銀電極管
圖1是一側視示意圖,說明本發明量測抗壞血酸之感測電極一較佳實施例;
圖2是一流程圖,說明本發明量測抗壞血酸之感測電極的製法一較佳實施例;
圖3是一示意圖,說明分別以噴灑塗佈與電化學聚合製得本發明之感測電極的情形;
圖4是一示意圖,說明以該較佳實施例量測抗壞血酸的情形;
圖5是一電流-時間的關係圖,說明在不同時間點滴加預定濃度的抗壞血酸後,該較佳實施例所量測得的電流變動情形;
圖6是一電流-濃度的關係圖,說明以該較佳實施例所製得的四個電極分別量測抗壞血酸時其電流值與濃度值的對應關係;及
圖7是一電流對數-濃度對數的關係圖,說明以該較佳實施例所製得的四個電極分別量測壞血酸時其電流與濃度的對數對應關係。
11...基板
111...沉積面
12...奈米碳管層
13...導電高分子層

Claims (13)

  1. 一種量測抗壞血酸之感測電極,包含:一基板,具有導電性質且呈片狀;一奈米碳管層,包括多數個結合在該基板上的多層壁奈米碳管,且該奈米碳管層的厚度為200nm~350nm;及一導電高分子層,包括多數個結合於該等多層壁奈米碳管的聚苯胺分子,且該導電高分子層的厚度為100nm~250nm。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的量測抗壞血酸之感測電極,其中,該基板具有一導電薄膜,該導電薄膜為一選自下列群組中的材質所製成:氧化銦錫、氧化鋅銦、氧化鋅鋁,及氧化鋅鎵。
  3. 一種量測抗壞血酸之感測電極的製法,包含下列步驟:(i)提供一具有導電性質且呈片狀的基板;(ii)配製一含有多數個多層壁奈米碳管的奈米碳管溶液,並將該奈米碳管溶液噴灑塗佈至該基板,待乾燥後,就能在該基板上形成一層奈米碳管層;及(iii)配製一含有預定比例的苯胺單體的苯胺酸性溶液,該苯胺酸性溶液搭配三電極系統進行電化學聚合,並以已結合有奈米碳管層的基板為工作電極、一白金絲為輔助電極,及銀/氯化銀電極管為參考電極,在0.3V~0.8V的區間進行電化學循環掃描,以使該苯胺酸性溶液中的該等苯胺單體在該奈米碳管層上聚合形成聚 苯胺,進而形成一導電高分子層,就能製得量測抗壞血酸之感測電極。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(ii)中,該等多層壁奈米碳管是先經純化與酸化處理後,再以噴灑塗佈方式結合至該基板。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(ii)中,該等奈米碳管經純化與酸化處理後,是分散於乙醇與水的混合液中,再以噴灑塗佈方式使該等碳管均勻塗佈至該基板,乾燥後,就能在該基板上形成該奈米碳管層。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(ii)中,將該等奈米碳管分散於該混合液並噴灑塗佈至該基板時,是加熱該基板並使其維持在溫度100℃~120℃的範圍內,以使該混合液中的水快速蒸乾。
  7. 依據申請專利範圍第6項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(ii)中,該奈米碳管層的厚度為200nm~350nm。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(ii)中,該奈米碳管層的該等多層壁奈米碳管是先以濃鹽酸純化,再以硫酸與硝酸的混合液進行酸化。
  9. 依據申請專利範圍第6項所述的量測抗壞血酸之感測電 極的製法,其中,在步驟(iii)中,苯胺單體是先經蒸餾純化二次,再溶於一PH值小於7的酸性溶液中形成預定濃度的苯胺酸性溶液。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(iii)中,苯胺單體實質上是溶於PH為1的酸性溶液中而形成0.1M的苯胺酸性溶液。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(iii)中,該酸性溶液為一選自下列群組中的溶液:硫酸、硝酸及氫氯酸。
  12. 依據申請專利範圍第10項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,其中,在步驟(iii)中,該導電高分子層的厚度為100nm~250nm。
  13. 依據申請專利範圍第10項所述的量測抗壞血酸之感測電極的製法,在步驟(iii)中,電化學聚合形成該導電高分子層後,還以超純水清洗數次,再用氮氣吹乾。
TW98100480A 2009-01-08 2009-01-08 Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method TWI383145B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW98100480A TWI383145B (zh) 2009-01-08 2009-01-08 Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW98100480A TWI383145B (zh) 2009-01-08 2009-01-08 Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201027069A TW201027069A (en) 2010-07-16
TWI383145B true TWI383145B (zh) 2013-01-21

Family

ID=44853087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW98100480A TWI383145B (zh) 2009-01-08 2009-01-08 Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI383145B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103399056B (zh) * 2013-08-15 2015-06-17 无锡百灵传感技术有限公司 一种用于同时检测抗坏血酸、肾上腺素和尿酸的电化学传感器制备方法
CN110646482A (zh) * 2019-10-15 2020-01-03 常州大学 一种三维纳米球状聚苯胺/MnO2+Mn3O4非酶抗坏血酸电化学传感器的制备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1790977A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-30 SONY DEUTSCHLAND GmbH Nanoparticle/nanofiber based chemical sensor, arrays of such sensors, uses and method of fabrication thereof, and method of detecting an analyte

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1790977A1 (en) * 2005-11-23 2007-05-30 SONY DEUTSCHLAND GmbH Nanoparticle/nanofiber based chemical sensor, arrays of such sensors, uses and method of fabrication thereof, and method of detecting an analyte

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hui Zhang et al, Water-soluble multiwalled carbon nanotubes functionalized with sulfonated polyaniline, Journal of physical chemistry B, 110, 2006, 9095-9099 *
Zan-Zan Zhu et al,Functional multi-walled carbon nanotube/polyaniline composite films as supports of platinum for formic acid electrooxidation, applied surface science, 254, 2008 2934-2940 *
魏向辰,導電高分子與多層奈米碳管複合材料之研究,國立中央大學化學工程與材料工程研究所碩士論文,2007年1月 周貝倫,純化程序對奈米碳管表面特性影響之研究,國立中央大學環境工程研究所碩士論文,2006年7月 *

Also Published As

Publication number Publication date
TW201027069A (en) 2010-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Song et al. A novel electrochemical biosensor for the determination of dopamine and ascorbic acid based on graphene oxide/poly (aniline-co-thionine) nanocomposite
Wang et al. Sensors based on conductive polymers and their composites: a review
Duan et al. A three-dimensional conductive molecularly imprinted electrochemical sensor based on MOF derived porous carbon/carbon nanotubes composites and prussian blue nanocubes mediated amplification for chiral analysis of cysteine enantiomers
Dai et al. An electrochemical sensor based on phytic acid functionalized polypyrrole/graphene oxide nanocomposites for simultaneous determination of Cd (II) and Pb (II)
Ding et al. Electrospun Co3O4 nanofibers for sensitive and selective glucose detection
Zhang et al. Electrochemical preparation of surface molecularly imprinted poly (3-aminophenylboronic acid)/MWCNTs nanocomposite for sensitive sensing of epinephrine
Zhang et al. Amperometric detection of nitrite based on Dawson-type vanodotungstophosphate and carbon nanotubes
Sheng et al. Carbon nanodots–chitosan composite film: a platform for protein immobilization, direct electrochemistry and bioelectrocatalysis
CN108978189B (zh) 碳纳米管/聚吡咯复合纤维与制备方法及其在晶体管传感器中的应用
Zhu et al. A dual-functional polyaniline film-based flexible electrochemical sensor for the detection of pH and lactate in sweat of the human body
Solanki et al. Bismuth oxide nanorods based immunosensor for mycotoxin detection
Seo et al. Structural, morphological and sensing properties of layered polyaniline nanosheets towards hazardous phenol chemical
Duan et al. Non-enzymatic sensors based on a glassy carbon electrode modified with Au nanoparticles/polyaniline/SnO 2 fibrous nanocomposites for nitrite sensing
Zhang et al. An acetylcholinesterase biosensor with high stability and sensitivity based on silver nanowire–graphene–TiO 2 for the detection of organophosphate pesticides
CN109187679B (zh) 一种电化学传感器及其制备方法和应用
Zeng et al. Improving the stability of Pb2+ ion-selective electrodes by using 3D polyaniline nanowire arrays as the inner solid-contact transducer
Hussein et al. A highly efficient electrochemical sensor containing polyaniline/cerium oxide nanocomposites for hydrogen peroxide detection
Branzoi et al. Coatings based on conducting polymers and functionalized carbon nanotubes obtained by electropolymerization
Mardani et al. Preparation of molecularly imprinted magnetic graphene oxide-gold nanocomposite and its application to the design of electrochemical sensor for determination of epinephrine
CN102731781B (zh) 一种制备聚吡咯-氧化锌纳米复合材料的方法
Zhou et al. Diameter-controlled synthesis of polyaniline microtubes and their electrocatalytic oxidation of ascorbic acid
Chen et al. The inductive behavior derived from hydrolysis of polyaniline
Sood et al. A review on synthetic strategies and gas sensing approach for polypyrrole‐based hybrid nanocomposites
TWI383145B (zh) Measuring electrode for measuring ascorbic acid and its preparation method
Wang et al. An all cis-polyaniline nanotube film: Facile synthesis and applications

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees