有机无机复合介孔膜电化学传感器的研制(5)
近十年来，人们开始利用一些无机膜作为载体（即硬模板），在其内部的孔洞中组装表面活性剂作为模板剂（即软模板，如P123、F127等）蒸发诱导自主装，在无机膜的孔道中组装介孔材料，最后通过煅烧、溶剂萃取等方法除去表面活性剂模板，就会留下一个个小孔，这样就得到了介孔材料[19]。而在众多无机模板中，氧化铝模板更受到人们广泛的关注[21]，2008年，日本的Akira Yamaguchi以CTAB、P123和F127作为表面活性剂，在氧化铝模板中组装了长为45μm、直径为200nm的棒状材料，合成了不同介孔孔径及文数的介孔材料[14]。
1.4 化学修饰电极
1.4.1 发展历程
化学修饰电极[18]（Chemically Modified Electrodes, CMEs）是在导体或半导体制作的电极表面涂敷单分子、多分子、离子或聚合物的薄膜，借Farday（电荷消耗）反应而呈现出此薄膜的化学的、电化学的以及光学的性质。它自1975年问世以来，就以其潜在的应用价值引起了广泛的研究兴趣，经过30余年的发展，已经成为电化学、电分析化学中一个最为活跃的前沿领域，广泛应用于能源、生命、环境和信息科学等方面，展现出广阔的发展前景。
化学修饰电极从问世至今30余年已经在电催化、电化学传感器、有机电合成、分析化学、光伏电极和分子电子器件等方面得到了广泛的应用。并且随着SERS、XPS、ESR、AFM、STM等表面分析技术的发展，能更好的实现人为设计电极表面微结构并控制其界面反应。可以预料，化学修饰电极将不断打开理论研究和实际应用的新局面。
1.4.2 功能与应用
化学修饰电极以其独有的催化、光电、电色、富集和分离、开关和整流、立体有机合成、分子识别等效应和功能，在化学分析、HPLC、电化学传感器、分子器件等方面取得了广泛的应用。
化学修饰电极电催化的实质是通过电极表面的修饰物促进或抑制在电极上发生的电子转移化学反应，降低反应的活化能，从而使苛刻的化学反应得以发生。化学修饰电极根据催化剂的性质可以分为氧化还原电催化和非氧化还原电催化。氧化还原型是指电极表面的修饰物在催化过程中发生了氧化还原，是底物的电荷传递媒介，促进了底物的电子转移。非氧化还原型是指电极表面的修饰物在催化过程中并不发生自身的氧化还原，与传统的贵金属电催化过程相似。与常规的催化反应相比，化学修饰电极的电催化具有活性高、价格低廉、底物的过电位低、背景电流小、抗干扰，电化学响应大、灵敏度高、均相催化等优点。
总之，化学修饰电极所发挥的作用已广泛渗透到能源、生命、环境和信息等领域，成为多种学科交叉、研究和运用的焦点。
1.4.3 修饰方法
化学修饰电极按其表面微结构的尺度可以分为单分子层（含亚单分子层）、多分子层（以聚合物膜为主）两大类。单分子修饰层的主要制备方法有共价键合、吸附、欠电位沉积、LB（Langmuir-Blodgett）膜和SA（Self-Assembling）膜。多分子修饰层主要通过聚合物薄膜及气相沉积来构造。单分子层修饰具有电荷传输快、活性高等优点，多分子层修饰则具有较好的稳定性，合理的设计能实现三文催化。
共价键合法是最早用来对电极表面进行人工修饰的方法，一般分两步进行，一是在电极表面引入键合基，二是通过表面有机合成，将功能团键合在电极表面，通常以玻碳和金属作为基底。但是共价键合法过程复杂且功能团在电极表面的覆盖量低，因此目前并不经常采用。
化学修饰电极的出现改变了将吸附作为干扰看待的传统观点，反而利用吸附来构造电极表面的微结构。早期的吸附大都在Pt表面进行，后来多集中在热解石墨和玻碳。Anson[26-27]发现了含大π体系的分子能不可逆地强吸附在热解石墨的表面。对电极表面进行大量吸附研究的目的主要是应用于电催化，特别着重金属卟啉类和酞菁类修饰电极对分子氧的电催化还原。Ansno和Collmna[28-30]合作设计合成了面对面双钴卟啉，吸附在电极上将氧直接还原为水。董绍俊[16-17]等将四苯基金属卟啉吸附在玻碳电极，之后对其进行热处理，能提高催化氧还原的活性。采用吸附法进行电极修饰简单、直接、催化活性高，在严格控制实验条件下具有较好的重现性，在溶出伏安分析、电化学传感器中媒介体的修饰等方面都有广泛应用。
上一篇：YAG晶体性能测试+文献综述