羧基化多壁碳纳米管修饰电极循环伏安法测定过氧化氢

羧基化多壁碳纳米管修饰电极循环伏安法测

定过氧化氢

【摘要】目的:研究用羧基化多壁碳纳米管修饰电极伏安法测定过氧化氢的浓度。方法:采用涂布法制成羧基化多壁碳纳米管修饰电极；在pH=7.0 KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中，采用该修饰电极伏安法测定H2O2。结果:该修饰电极对H2O2有着显著的电催化作用，与裸玻碳电极相比，其灵敏度大大提高，在 1.2×10-6～1.0×10-3 mol/L 浓度范围内，过氧化氢的氧化峰电流与其浓度呈良好的线性关系，检测限为3.1×10-7 mol/L，将该修饰电极用于医用过氧化氢的测定，相对平均偏差为1.2%，平均回收率为97.6%，结果满意。结论:该修饰电极响应快，灵敏度高，稳定性好，寿命长，适合于具有电活性生物分子的测定。

【关键词】碳纳米管学修饰电极伏安法过氧化氢

Abstract: Objective: To study a quantitative method for determination of hydrogen peroxide (H2O2) by voltammetry with multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group modified electrode (CME). Method: The CME was fabricated, which based on the immobilization of multi-wall carbon nanotubes functionalized with carboxylic group. In a medium of KH2PO4-Na2HPO4 buffer solution with pH=7.0，the CME was

utilized for determination of H2O2 by voltammetry. Results: The CME exhibited efficiently catalytic oxidation for H2O2. Compared with the bare glass carbon electrode, the CME could increase the sensitivity for the determination of H2O2. The oxidation currents were linear for H2O2 in the range of 1.2×10-6～1.0×10-3 mol/L, and the detection limit was calculated to be 3.1×10-7mol/L. The CME had been applied to assess the contents of H2O2 with RSD 1.2% and average recovery rate 97.8%. Conclusion: The CME shows high sensitivity, stability and long-life, and is suitable for the determination of biologic molecules with electrical activity.

Key words: carbon nanotubes functionalized with carboxylic group; chemical modified electrode; voltammetry; hydrogen peroxide

过氧化氢（H2O2，别名双氧水）是一种强氧化剂，其水溶液在医药、食品、化工等领域用途广泛。3%的H2O2溶液作为医用消毒剂，常用于清洗创口，但其性质不稳定，易分解，导致浓度降低，达不到应有的消毒效果，给患者带来不必要的痛苦，因此建立简便、快速、灵敏、可靠的分析方法随时监测其有效浓度显得尤为重要。目前测定H2O2的方法有滴定法[1]、光谱法[2]、化学发光法[3，4]和电化学分

析法[5]等，其中电化学分析法因具有较高的灵敏度、良好的线性范围、快速的响应而被广泛使用。

碳纳米管由于其独特的性质以及潜在的应用前景已成为世界范围内研究热点之一[6]。它分为多壁碳纳米管（MWNT）和单壁碳纳米管（SWNT）[7]，当它发生断裂时，其断口的碳原子具有很高的活性，容易被氧化成羧基或其他基团。将碳纳米管用硝酸处理，可在其断口引入羧基，而经过羧基化的碳纳米管则对多巴胺、次黄嘌呤、巯基化合物等生物分子具有很好的电催化作用[8，9]。本实验制备了羧基化多壁碳纳米管（MWNT-COOH）修饰电极，并首次采用伏安法直接测定H2O2，结果表明该修饰电极对H2O2有着显著的电催化作用，其检测的灵敏度大大提高，将该方法用于医用过氧化氢的测定，获得了满意的结果。

1 材料和方法

1.1 仪器和试剂电化学分析仪CHI650c（上海辰华仪器有限公司产品）；三电极工作系统：饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，铂丝电极为对电极，裸玻碳电极或者MWNT修饰玻碳电极为工作电极；实验数据和伏安图均由计算机采集、处理和记录; 傅立叶红外光谱仪（Nicolet 公司产品，美国）。

MWNT（直径和长度分别为10～30 nm和1～10μm，Sun Nanotech