有机无机复合介孔膜电化学传感器的研制(10)
（3） 2,9,16,23-四羧基钴酞菁溶液直接电化学行为
实验用磷酸缓冲溶液，直接将2,9,16,23-四羧基钴酞菁溶液滴加在玻碳电极表面，设置适当条件，调整窗口，表征2,9,16,23-四羧基钴酞菁溶液的直接电化学行为。
3.3.7 实验装置示意图
本课题建立在以往工作基础之上，结合一些改进，可行性良好。具体实验装置示意图如下所示：
图3.3 电化学装置示意图
4 结果与讨论
4.1 有机/无机复合介孔膜的表征
4.1.1 复合介孔膜宏观图
图4.1 膜的宏观示意图（a）空白聚碳酸酯膜，（b）未萃取有机/无机复合介孔膜，（c）萃取后有机/无机复合介孔膜
图4.1为合成前后膜的三个阶段宏观示意图，图4.1（a）为合成前，空白聚碳酸酯膜（PC），图4.1（b）为合成后，未萃取的有机/无机复合介孔膜，图4.1（c）为合成后，已萃取完成的有机/无机复合介孔膜。对比图4.1（a）和图4.1（c），可以发现通过微波法和萃取脱模法，以聚碳酸酯膜为模板合成的有机/无机复合介孔膜，反应前后膜的宏观形貌并没有发生较明显变化，该复合介孔膜仍保持了有机薄膜的物理特性，即良好的机械柔韧性能。因此，相对于无机介孔膜及无机复合介孔膜，该有机/无机复合介孔膜不会出现脆且易碎的现象。同时，通过下面扫描电子显微镜表征结果表明：空白聚碳酸酯膜经过微波法合成复合介孔膜后，其微观结构和化学组成发生了显著的变化。
4.1.2 空白聚碳酸酯膜的扫描电子显微镜（SEM）表征
通过文献[24]及相关实验得知，无机氧化铝模板很脆，易碎；其次，不耐酸，不耐碱；并且在除去介孔孔洞中的表面活性剂时，需要通过高温灼烧，而在高温下，模板内的棒状介孔材料会收缩，使得它和模板孔道间产生空隙，最终会导致膜的致密性和完整性遭到破坏。因此本实验以有机薄膜——聚碳酸酯膜作为模板，以下是对空白聚碳酸酯膜所做的扫描电镜表征结果：
图4.2 空白PC膜的SEM表征图（a）3μm，（b）1μm
图4.2（a）、（b）均是空白聚碳酸酯膜的表面扫描电镜俯视图，从图中可以得知，该商用聚碳酸酯膜上分布着一些无序的孔洞，其孔径最大为0.2μm。
4.1.3 复合介孔膜扫描电子显微镜（SEM）表征
按文献[20]中的方法合成SBA-15前驱液：称取15g无水乙醇，0.10g盐酸（12 mol•L-1）和2.0g去离子水，混合均匀，再称取1.0g嵌段共聚物表面活性剂P123溶于此混合液。置于油浴中搅拌反应1小时。慢慢滴加2.13gTEOS，继续搅拌老化12小时。从反应至老化结束，温度都控制在60℃。结束后，即可得到SBA-15前驱液，前驱液为清澈透明溶液。
然后，在40℃，200W条件下，将所制得的前驱液以微波蒸发诱导自组装的方式将介孔材料组装进空白聚碳酸酯膜的孔洞中。微波条件下1h后，便制得了尚未去除表面活性剂P123的SBA-15型有机/无机复合介孔膜。
为了确定在有机PC膜模板的孔道内是否已经组装了介孔材料，以扫描电镜来表征所合成的复合介孔膜，从而与空白聚碳酸脂膜对比，得知介孔材料是否已经成功组装，其表征结果如下：
图4.3 复合介孔膜的SEM表征图（a）10μm，（b）5μm，（c）3μm，（d）1μm，（e）500nm，（f）300nm，（g）100nm
图4.3（a）─（g）为不同标尺下复合介孔膜的扫描电镜表征图。图4.3（a）从大的俯视角度给出了复合介孔膜表面的整体状态；图4.3（c）为复合介孔膜的切面SEM表征图，从中可以观察到一些棒状材料填充在PC膜孔道内；将图4.3（d）与图4.2（b）对比发现，对于复合介孔膜而言，聚碳酸酯膜孔道内不再是空的，而是组装了亚微米的棒状材料，表征结果表明：通过此条件下，微波法可以将此种介孔材料成功组装入空白聚碳酸酯膜内，并达到预期效果；图4.3（g）可以清晰地观测到，复合介孔膜孔洞中已形成的棒状材料，且直径为200nm。
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