專利名稱：一種 pedot:pss復(fù)合修飾電極的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PEDOT :PSS復(fù)合修飾電極的制備方法。
背景技術(shù)：
聚(3，4-乙撐二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(PEDOT: PSS)是一種商業(yè)可獲得的導(dǎo)電聚合物水分散液。它是當(dāng)今應(yīng)用最為成功的本征型導(dǎo)電聚合物。PEDOT: PSS膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能，良好的熱穩(wěn)定性和可加工性，高透明性和導(dǎo)電性，低廉的成本等優(yōu)點(diǎn)，這使其廣泛應(yīng)用在抗靜電涂料、電子導(dǎo)電涂料、熱電材料、超級(jí)電容器、有機(jī)發(fā)光二極體、有機(jī)薄膜晶體管、有機(jī)太陽(yáng)能電池等很多不同領(lǐng)域(Y. H. Kim, C. Sachse, M. L. Machala, C. May,L. Miiller-Meskamp K. Leo, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1009-1009)。然而，滴涂或澆鑄獲得的PED0T:PSS膜浸泡在水體系中很不穩(wěn)定，易于膨脹和碎裂，這使其很少應(yīng)用于生物和化學(xué)傳感器領(lǐng)域(T. Y. Dai, X. J. Jiang, S. H. Hua, X. S. Wang, Y. Lu, Chem.Commun. 2008, 36, 1359-1363)。Nafion膜能夠?yàn)樯锘钚晕镔|(zhì)提供良好的生物兼容性環(huán)境，預(yù)防活性物質(zhì)的泄漏，改善傳感電極間的粘附力和親和力，增強(qiáng)傳感電極的抗干擾能力，使得復(fù)合膜具有高表面粘附力和低水介質(zhì)膨脹(A. A. Karyakin, E. A. Kotelnikova, L. V. Lukachova,E. E. Karyakina, J. Wang, Anal. Chem. 2002 , 74, 1597-1603)。離子液作為一種“綠色”電解質(zhì)溶液，具有不揮發(fā)、不可燃、導(dǎo)電性強(qiáng)，抗水解等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好增強(qiáng)傳感電極的電子傳遞效率、電化學(xué)穩(wěn)定性、生物兼容性、抗干擾性、靈敏度(M. Shiddiky, andA. Torriero, Electrochemical Biosensor Based on Ionic Liquids, Nova Science, USA,2010)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極的制備方法，該方法制備的復(fù)合修飾電極具有高的耐水性和導(dǎo)電性，可用于傳感電極直接檢測(cè)電化活性物質(zhì)，也可進(jìn)一步修飾改造為化學(xué)或生物傳感電極用于某些物質(zhì)的檢測(cè)。本發(fā)明的PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極的制備方法是以可商業(yè)獲得的PEDOT =PSS水分散液和Nafion為原料，混合均勻后直接滴涂在復(fù)合修飾電極表面，自然干燥后，在常規(guī)三電極體系中，用疏水離子液進(jìn)行二次電化學(xué)摻雜，得到高耐水性和導(dǎo)電性的PED0T:PSS復(fù)合修飾電極。本發(fā)明方法制備的PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極充分結(jié)合了 PEDOT =PSS水分散液的成膜性，Nafion的粘附特性、生物兼容性和抗干擾特性，離子液的高導(dǎo)電性和疏水性，納米材料的電化學(xué)催化特性，酶的生物催化特性，不僅改善PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極間的粘附力和親和力而且增強(qiáng)了電極的抗干擾能力和耐水性，使得膜具有高表面粘附力和低水介質(zhì)腫脹。同時(shí)也增強(qiáng)了 PEDOT :PSS復(fù)合修飾電極的導(dǎo)電性，電催化性，促使了快速的電子轉(zhuǎn)移和電流響應(yīng)，改善了傳感復(fù)合修飾電極的靈敏度、檢測(cè)限、親和力、穩(wěn)定性、特異性等。另外，本方法獲得的PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極還具有制備成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)。 使用本方法制備的PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極可用于電化學(xué)生物/化學(xué)傳感器，直接用于生長(zhǎng)素、羅紅霉素、維生素C、苯二酚同分異構(gòu)體、有機(jī)磷、葡萄糖、過(guò)氧化氫等的電化學(xué)檢測(cè)，具有檢測(cè)效果好、響應(yīng)時(shí)間短、耐水性好、線性范圍寬、靈敏度高、檢測(cè)限低、抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。


圖I為PEDOT: PSS復(fù)合電極在離子液中的二次電化學(xué)摻雜的循環(huán)伏安圖。圖2 PEDOT: PSS復(fù)合修飾電極的水穩(wěn)定性的循環(huán)伏安圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
一種PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極的制備方法，包括以下步驟
1、PEDOT:PSS-Nafion混合液的制備將ImL質(zhì)量分?jǐn)?shù)I. 3%的PEDOT: PSS水分散液攪拌48小時(shí)，再加入IOML質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% Nafion溶液超聲混合均勻，得到PEDOT: PSS-Nafion混合液；
2、PEDOT:PSS-Nafion復(fù)合電極的制備將PEDOT: PSS-Nafion混合液滴涂在電極表面上，自然風(fēng)干，得到PEDOT: PSS-Nafion復(fù)合電極；
3、PEDOT:PSS復(fù)合修飾電極的制備將制備的PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合電極在疏水離子液I-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中，采用常規(guī)三電極體系進(jìn)行循環(huán)伏安掃描，用二次蒸餾水洗滌電極，自然風(fēng)干后制得PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合修飾電極。上述制備的PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合修飾電極可直接用于生長(zhǎng)素，羅紅霉素等的檢測(cè)。實(shí)施例2
與實(shí)施例I步驟相同，不同之處在于步驟I中，PEDOT: PSS-Nafion混合液的制備過(guò)程中，先將ImL質(zhì)量分?jǐn)?shù)I. 3%的PEDOT =PSS與0. 835%單臂碳鈉米管分散液按體積比I: I混合或與4 %多臂碳鈉米管分散液按體積比5:1混合攪拌48小時(shí)，再加入IOML質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% Nafion溶液超聲混合均勻，得到PEDOT: PSS-Nafion混合液。該方法制備的PEDOT :PSS-Nafion復(fù)合修飾電極，可用于維生素C，苯二酚同分異構(gòu)體，過(guò)氧化氫等的檢測(cè)。實(shí)施例3
與實(shí)施例I步驟相同，不同之處在于步驟I中，PEDOT: PSS-Nafion混合液的制備過(guò)程中，先將ImL質(zhì)量分?jǐn)?shù)I. 3%的PEDOT =PSS與8 mM金屬納米顆粒(如15納米的納米金顆粒)IOML分散混合攪拌48小時(shí)，再加入IOML質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% Nafion溶液超聲混合均勻，得到PEDOT: PSS-Nafion混合液。該方法制備的PEDOT :PSS_Nafion復(fù)合修飾電極，可用于苯二酚同分異構(gòu)體，生長(zhǎng)素，羅紅霉素等的檢測(cè)。實(shí)施例4
在實(shí)施例1、2或3的基礎(chǔ)上，將0. 3 g L—1酶液5 ML滴涂在制備出的PEDOT:PSS復(fù)合修飾電極表面，待干燥后再將5% Nafion溶液5 ML滴涂在含酶的PEDOT:PSS復(fù)合修飾電極表面，自然干燥后得到高性能的PED0T:P SS生物傳感復(fù)合修飾電極。制備的電極可用于維生素C，有機(jī)磷，葡萄糖、過(guò)氧化氫等的電化學(xué)檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種PEDOT PSS復(fù)合修飾電極的制備方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)、PEDOT:PSS-Nafion混合液的制備將ImL質(zhì)量分?jǐn)?shù)I. 3%的PEDOT: PSS水分散液攪拌48小時(shí)，再加入IOML質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% Nafion溶液超聲混合均勻，得到PEDOT: PSS-Nafion混合液； (2)、PEDOT:PSS-Nafion復(fù)合電極的制備將PEDOT: PSS-Nafion混合液滴涂在電極表面上，自然風(fēng)干，得到PEDOT: PSS-Nafion復(fù)合電極； (3)、PEDOT:PSS復(fù)合修飾電極的制備將制備的PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合電極在疏水離子液I- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或I-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中，采用常規(guī)三電極體系進(jìn)行循環(huán)伏安掃描，用二次蒸餾水洗滌電極，自然風(fēng)干后制得PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合修飾電極。
2.—種PEDOT =PSS復(fù)合修飾電極的制備方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)、PEDOT:PSS-Nafion混合液的制備將ImL質(zhì)量分?jǐn)?shù)I. 3%的PEDOT: PSS水分散液與0. 835%單臂碳鈉米管分散液按體積比I: I混合，或與4 %多臂碳鈉米管分散液按體積比5:1混合，或與8 mM金屬納米顆粒IOML分散混合攪拌48小時(shí)，再加入IOML質(zhì)量分?jǐn)?shù)5% Nafion溶液超聲混合均勻，得到PEDOT: PSS-Nafion混合液； (2)、PEDOT:PSS-Nafion復(fù)合電極的制備將PEDOT: PSS-Nafion混合液滴涂在電極表面上，自然風(fēng)干，得到PEDOT: PSS-Nafion復(fù)合電極； (3)、PEDOT:PSS復(fù)合修飾電極的制備將制備的PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合電極在疏水離子液I- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽或I- 丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中，采用常規(guī)三電極體系進(jìn)行循環(huán)伏安掃描，用二次蒸餾水洗滌電極，自然風(fēng)干后制得PEDOT =PSS-Nafion復(fù)合修飾電極。
全文摘要
一種PEDOTPSS復(fù)合修飾電極的制備方法是PEDOTPSS水分散液和Nafion為原料,混合均勻后直接滴涂在復(fù)合修飾電極表面，并在常規(guī)三電極體系中，用疏水離子液進(jìn)行二次電化學(xué)摻雜，得到高耐水性和導(dǎo)電性的PEDOT:PSS復(fù)合修飾電極。本發(fā)明方法制備的PEDOTPSS復(fù)合修飾電極充分結(jié)合了PEDOTPSS水分散液的成膜性,Nafion的粘附特性、生物兼容性和抗干擾特性，離子液的高導(dǎo)電性和疏水性，納米材料的電化學(xué)催化特性，可用于電化學(xué)生物/化學(xué)傳感器，直接用于生長(zhǎng)素、羅紅霉素、維生素C、苯二酚同分異構(gòu)體、有機(jī)磷、葡萄糖、過(guò)氧化氫等的電化學(xué)檢測(cè)，具有檢測(cè)效果好、響應(yīng)時(shí)間短、耐水性好、線性范圍寬、靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N27/30GK102621206SQ201210115258
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者姚媛媛, 張鷗, 張龍, 徐景坤, 文陽(yáng)平 申請(qǐng)人:江西科技師范學(xué)院