[发明专利]一种全氟磺酸树脂/MWCNTs-β-CD复合物修饰玻碳电极及其应用

说明书

本发明提供了一种全氟磺酸树脂/MWCNTs‑β‑CD复合物修饰玻碳电极及其制备方法，本发明的全氟磺酸树脂/MWCNTs‑β‑CD复合物在提高多壁碳纳米管分散性的同时，保留多壁碳纳米管的大比表面积和高导电性。另外，本发明提供了一种多巴胺电化学传感器，其包括有三电极系统，所述三电极系统包括参比电极、对电极以及工作电极，其中工作电极为上述全氟磺酸树脂/MWCNTs‑β‑CD复合物修饰玻碳电极。所述电化学传感器具有高灵敏性、重复性和稳定性，并且对多巴胺的检测具有良好的选择性。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料领域及电化学传感器领域，具体涉及一种全氟磺酸树脂/MWCNTs-β-CD复合物修饰玻碳电极及其制备方法与应用

背景技术

多巴胺(2(3,4-dihydroxyphenyl)ethylamine，DA)是在中枢神经系统，心血管系统，激素系统和肾脏中起重要作用的最重要的神经递质之一。多巴胺异常可引发神经性疾病，如亨廷顿舞蹈病，帕金森病和精神分裂症。因此，开发一种简单，经济和有效的DA定性和定量检测分析方法至关重要。电化学方法由于其高灵敏度，简单性和便携性而广泛用于DA的测定。由于电化学信号易污染，高氧化电位和较差的选择性等，未改性的常规电极不适合测定DA。到目前为止，各种改性电极已被用于测定DA，如碳纳米材料，金属纳米粒子，金属配合物，金属氧化物，导电聚合物等。

β-环糊精(β-CD)是一种环状1,4-连接的d(+)吡喃葡萄糖低聚物，与各种非极性有机材料形成包合物，导致高分子选择性和对映选择性。β-CD具有水溶性和环保性。β-CD的亲水外尾和疏水中心使其易溶于水，并使其与其他化合物发生主客体相互作用，从而提高各种功能材料的分散性。

全氟磺酸树脂(Nafion，NA)是现在已知的最强固体超强酸，具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚，得到全氟磺酸树脂。由于全氟磺酸树脂分子中引入电负性最大的氟原子，产生强大的场效应和诱导效应，从而使其酸性剧增。与液体超强酸相比，用作催化剂时，易于分离，可反复使用。且腐蚀性小，引起公害少，选择性好，容易应用于工业化生产。

多壁碳纳米管(MWCNTs)是众所周知的碳纳米材料，近年来由于其成本低，机械强度高，导电率高，表面积大以及良好的化学稳定性而广泛使用。多壁碳纳米管不仅可以改善电化学性能，而且可以最大限度地减少电极表面结垢。然而，原始管之间的内在范德华相互作用使得多壁碳纳米管在水中几乎不溶，限制了它的进一步应用。因此，设计一种新颖且环保的多壁碳纳米管功能化方法势在必行。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过聚合物包裹合成了全氟磺酸树脂/MWCNTs-β-CD复合材料，大大提高了多壁碳纳米管的分散性，同时保留多壁碳纳米管的大比表面积和高导电性。在此基础上，本发明提供了一种全氟磺酸树脂/MWCNTs-β-CD复合物修饰玻碳电极(NA/MWCNTs-β-CD/GCE)，其可用于制备高灵敏度的多巴胺电化学传感器。

本发明的一方面提供一种全氟磺酸树脂/MWCNTs-β-CD复合物修饰玻碳电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将乙醇逐滴加入装有MWCNT和β-CD的研钵中，研磨，将所得黑色粉末在真空干燥箱中干燥过夜，得到MWCNTs-β-CD复合物；

步骤二、将玻碳电极用氧化铝浆液抛光打磨，并分别用硝酸水溶液、乙醇和双蒸水进行超声清洗；

步骤三、将MWCNTs-β-CD复合物加入到双蒸水中，超声处理以获得均匀的分散体；

步骤四、将所述分散体滴加到玻碳电极上，晾干；

步骤五、将步骤四中制备的电极用全氟磺酸树脂覆盖，得到全氟磺酸树脂/MWCNTs-β-CD复合物修饰玻碳电极。

优选地，上述步骤一中每毫升乙醇加入装有10mg MWCNT和320mgβ-CD的研钵中。