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基于laponite的普鲁士蓝微纳粒子的合成表征及其生物电催化研究(2)
修饰电极以及聚合物型修饰电极[1]。
吸附型:与其他方法相比,这种方法是的一种较为常见、简便的方法,尤其是在制备单
分子层修饰电极方面。它的基本方法就是利用分子间的亲疏水性、极性键以及氢键等这些相
互作用,将催化剂吸附到不溶性的载体上面。其中涉及的原理是一种自然现象,即当电极浸
到溶液中时,吸附就会发生,这个原理可以通过学习固体-液体界面现象而知道。吸附方法一
般包括
物理
性吸附法、LB膜法以及自组装技术等。
共价键合型:不难找到这种方法利用的是分子的共价键。一般来说共价键合化学修饰电
极的制备方法要分为两步:第一,对电极表面进行预处理,目的是引入键合基,备用;二,
通过键合反应将想要的功能性基团固定在处理好的电极表面。除了对电极表面进行预处理,
也可以换成先用一层高分子化合物或聚合物修饰在电极表面,再将所需的催化剂通过共价键
合的方式接在电极表面。
聚合物型:顾名思义,就是通过聚合反应在电极表面修饰上预想的催化剂或功能性基团。
聚合方法一般有有氧化沉积、还原沉积、电化学聚合、等离子聚合、有机硅烷缩合等。通过
聚合反应修饰的电极和其他电极相比,具有更好的催化性能以及稳定性。
1.2 普鲁士蓝 普鲁士蓝(Prussian blue,简称PB) 是一种古老的蓝色染料[2]
,可用于印刷油墨着色剂和洗漆
添加剂,又名铁蓝、亚铁氰化铁、柏林蓝、密罗里蓝、华蓝、中国蓝、贡蓝。分子式为Fe4[Fe(CN)6]3。
普鲁士蓝及其类似物(如CoHCFe、CuHCFe、NiHCFe、RuHCFe和 LaHCFe等)为一类具有
沸石结构的混合价态化合物。作为第一种人工合成的聚合物,普鲁士蓝的应用领域逐渐的从
简单的作为染料、显色剂,到如今直接作为核电站废水的吸附剂,电化学的电极修饰
材料
、
电池电极材料等,可以看出普鲁士蓝具有较大的应用前景。普鲁士蓝及其类似物具有十分优
良的电化学方面的性质,高度的稳定性,有独特电催化性、电色效应、生物相溶性、离子交
换特性和电荷存储特性制备成本低等优点,因此,普鲁士蓝及其类似物在化学修饰方面、电
显色方面以及二次电池等方面都具有十分广阔的应用前景。目前,普鲁士蓝及其类似物已经
逐渐应用在电分析化学,电催化,电致变色装置, 分子磁体,光感应装置,纳米线,充电电池,化
学传感器以及生物传感器装置等领域。近年来,不少学术界的佼佼者都在尝试用普鲁士蓝及其
类似物来修饰电极,至今,已经不仅在其检测能力的方面取得了进展,在研究其催化机理以
及高效的电催化活性方面也取得了很大的成功。
1.2.1 普鲁士蓝及其类似物的微观结构和宏观性质
普鲁士蓝自被发现以来,人们对它的研究领域不断扩大,现已不局限于研究普鲁士蓝,还研
究其类似物的结构与性质特征。早前,基于 PB 的粉末衍射实验,Keggin 和 Miles[2]得出结论: PB 具有十分独特的面心立方形的结构。然而,一直到今天,人们对于 PB 的结构仍然
没能够有一个清楚的认识,比较能为大众所接受的的观点是:PB 结构是由多种多样的晶格孔
隙、亚铁氰化物的水合物、数目不一定的 H2O 分子以及共同沉淀出来的离子所组成的。PB
具有像沸石一样的结构,能在水溶液中很快地与碱金属离子发生交换。并且每一个立方晶胞
的孔径约是0.32 nm,边长大致是0.102 nm,能够允许一些低分子量的分子穿过其孔隙。 三文网状结构是无机结构中十分独特的结构,而普鲁士蓝及其类似物具有这第一天的结
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