活性炭纖維電極改性,活性炭纖維電極的(de)獨特性能爲其在分(fēn)析應用(yòng)中的(de)使用(yòng)提供了(le)許多(duō)特别的(de)優勢。然而,一些預處理(lǐ)通(tōng)常是活性炭表面改性所必需的(de)。其中一種方法是酶修飾,電極表面的(de)酶反應可(kě)用(yòng)于某些測定。納米顆粒的(de)應用(yòng)對(duì)于修飾非常有用(yòng),并且在測定各種分(fēn)析物(wù)時(shí)給予電極非常有趣的(de)響應。活性炭表面的(de)電化(huà)學氧化(huà)是其他(tā)改性方法之一。通(tōng)過這(zhè)項工作,表面的(de)形态變化(huà)以及增加含氧官能團的(de)覆蓋率。在這(zhè)篇評論文章(zhāng)中,我們討(tǎo)論了(le)活性炭纖維電極的(de)一些改性方法。
活性炭纖維電極的(de)優點
活性炭纖維具有化(huà)學惰性和(hé)的(de)機械和(hé)電氣性能,爲微米或甚至納米尺度的(de)電生理(lǐ),電化(huà)學和(hé)生物(wù)傳感器應用(yòng)提供了(le)的(de)基極。活性炭粉和(hé)纖維由于其高(gāo)比表面積和(hé)導電性而被廣泛用(yòng)作電極材料。活性炭纖維電有幾個(gè)獨特的(de)特點,使其優于其他(tā)技術。活性炭纖維電極能夠在亞秒的(de)時(shí)間範圍内進行監測并實時(shí)記錄。由于活性炭纖維電極體積非常小,因此也(yě)适用(yòng)于非常小的(de)環境,如單個(gè)電池體積,而其他(tā)設備由于太大(dà)而無法使用(yòng)。除了(le)靈敏度和(hé)選擇性之外,還(hái)應充分(fēn)考慮電極的(de)大(dà)小,以開發适用(yòng)于體内和(hé)原位應用(yòng)的(de)傳感器。電極應小型化(huà),以便與生物(wù)微環境中的(de)小空間相匹配。在這(zhè)方面,直徑在微米和(hé)納米的(de)活性炭纖維微電極或活性炭纖維納米電極由于其超小尺寸似乎比其他(tā)電極有很大(dà)的(de)優勢。此外,這(zhè)些電極的(de)快(kuài)速響應時(shí)間和(hé)優異的(de)生物(wù)相容性使其成爲用(yòng)于實時(shí)監測生物(wù)事件的(de)強大(dà)工具,具有高(gāo)時(shí)間和(hé)空間分(fēn)辨率。
重要的(de)是,活性炭纖維電極也(yě)是更好的(de)靈敏度和(hé)選擇性的(de)設備,通(tōng)過對(duì)感興趣的(de)分(fēn)析物(wù)進行電極修改。另外,活性炭纖維電極可(kě)以提供更寬範圍的(de)可(kě)檢測物(wù)種,隻需稍作修改即可(kě)。
活性炭纖維電極的(de)改性
改性電極是電化(huà)學分(fēn)析中應用(yòng)有意義的(de)工具。活性炭纖維是制備修飾電極的(de)容易獲得(de)和(hé)有用(yòng)的(de)材料。纖維促進小體積溶液的(de)工作,同時(shí)保持大(dà)的(de)電極表面積1。在對(duì)在活性炭纖維上電鍍貴金屬制備的(de)活性炭纖維電極進行了(le)研究。活性炭纖維纏繞在钛網上。通(tōng)常34 使用(yòng)一厘米長(cháng)的(de)纖維束(每束約6000根纖維)以确保钛網的(de)均勻覆蓋。纏繞在紗布上後,将這(zhè)些纖維的(de)末端合并在一起,然後擰緊在電極的(de)杆上。然後用(yòng)小的(de)钛夾将這(zhè)些纖維固定在杆上。電極用(yòng)丙酮清洗除去油脂化(huà)合物(wù),在電鍍之前和(hé)之後稱重。已經顯示在活性炭纖維的(de)表面上沉積銀,金或銅的(de)金屬膜能夠提高(gāo)碳中Li嵌入/脫嵌反應的(de)CV峰高(gāo)度,這(zhè)意味著(zhe)反應速率提高(gāo)。CV的(de)陽極峰的(de)峰高(gāo)随著(zhe)厚度的(de)變化(huà)而變化(huà)。黃(huáng)金和(hé)銅是薄的(de)電影(yǐng)高(gāo)峰,而銀則表現出複雜(zá)的(de)行爲,其中必須考慮取決于膜厚度的(de)晶體取向變化(huà)的(de)貢獻。增強效應基于兩個(gè)因素闡明(míng),即電導率增加和(hé)在銀膜表面上形成合适的(de)固體電解質界面。在圖1中,圖示了(le)用(yòng)真空沉積的(de)銅,金和(hé)銀膜覆蓋的(de)活性炭纖維的(de)SEM圖像。該圖顯示活性炭表面似乎完全被緊密的(de)金屬膜覆蓋。
納米微粒改性
目前納米粒子作爲合适的(de)改性劑在研究人(rén)員(yuán)中非常感興趣。在工作中,活性炭納米纖維通(tōng)過聚丙烯腈溶液的(de)靜電紡絲随後進行方便的(de)熱(rè)處理(lǐ)(穩定化(huà),随後在1000,1200和(hé)1400 ℃下(xià)碳化(huà))而生産,并且碳納米管被吸附在纖維通(tōng)過浸漬法。通(tōng)過循環伏安法評估電化(huà)學性能,其中通(tōng)過K 3 Fe(CN)6的(de)氧化(huà)還(hái)原峰的(de)可(kě)逆性和(hé)尺寸來(lái)觀察纖維的(de)碳化(huà)溫度的(de)影(yǐng)響以及碳納米管的(de)有益貢獻與Ag / AgCl相比。随後,将氧化(huà)還(hái)原酶固定在電極上,并且實現了(le)氧與水(shuǐ)的(de)電還(hái)原,作爲其作爲生物(wù)陰極效率的(de)測試。由于這(zhè)些新電極的(de)纖維狀和(hé)多(duō)孔結構以及碳納米管可(kě)能具有促進氧化(huà)還(hái)原生物(wù)分(fēn)子的(de)電子轉移反應的(de)能力,所開發的(de)新電極能夠産生比僅由電紡絲組成的(de)電極更高(gāo)的(de)電流密度的(de)活性炭纖維。
活性炭表面的(de)改性在電化(huà)學和(hé)材料科學中是非常重要的(de)。修改可(kě)以提高(gāo)活性炭纖維電極的(de)應用(yòng)範圍。我們可(kě)以用(yòng)酶,納米粒子,表面活化(huà)或活性炭纖維紙來(lái)修飾活性炭纖維電極。