納米硒/多壁碳納米管復合材料的制備及其電化學性能*

榮鳳霞, 周 俊, 劉 薇, 王 銳, 白 燕

(暨南大學 化學系,廣東 廣州 510632)

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Nicolet 6700型傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片)；PHILIPS XL-30 ESEM型掃描電鏡(SEM); PHILIPS TECNAL-10型透射電鏡(TEM);電化學工作站(BAS-100和LK2005)。

MWCNTs(原樣,記為M0)，直徑10 nm～30 nm，長度5 μm～15 μm，純度大于95%，比表面積約300 m2·g-1，深圳市納米巷有限公司;其余所用試劑均為分析純試劑；所有溶液均采用二次蒸餾水配制；二氧化硒(SeO2)配制成2.5×10-2mol·L-1溶液，Vc配制成5.0×10-2mol·L-1溶液，現配現用。實驗均在室溫條件下進行。

1.2 1的制備

(1) M0的純化和官能團化

M0于520 ℃焙燒2 h;加入一定量的濃鹽酸，超聲6 h，浸泡24 h，離心洗滌，紅外燈下干燥2 h;加入適量王水[V(HNO3) ∶V(H2SO4)=1 ∶3]，于50 Hz超聲2 h，浸泡6 h，離心分離，沉淀用水洗滌至中性，在真空干燥器中于60 ℃干燥14 h制得官能團化的M0(記為M1)。

(2) 1的制備

在燒杯中加入M12.5 mg和1%CTAB(溴化十六烷基三甲基銨)溶液1 mL，超聲10 min；加Vc溶液2 mL，超聲20 min;緩慢加入 SeO2溶液2 mL，超聲20 min，靜置2 h制得1溶膠。1溶膠經離心10 min(10 000 r·min-1)分離、干燥制得黑色固體1(nano-Se0為紅色，但量少，與M1混合后呈黑色)。

(3) 修飾電極的制備

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在燒杯中加入M00.5 mg和1%CTAB溶液1 mL，超聲10 min制得黑色懸濁液。用黑色懸濁液5 μL涂飾經拋光處理的玻碳電極表面，于室溫晾干，用水清洗、小心擦干制得M0修飾玻碳電極(記為M0/G)。

用1溶膠5 μL涂飾經拋光處理的玻碳電極表面，紅外燈烘干，用水清洗、小心擦干制得1修飾玻碳電極(記為1/G)。

(4) 電化學研究方法

以Ag/AgCl為參比電極，鉑絲為對電極，玻碳電極(GC)或M0/C和1/G為工作電極，通氮除氧20 min后于-0.2 V～+0.8 V進行循環伏安掃描，記錄其循環伏安曲線。選取0.24 V為起始電位，交流幅值50 mV，濾波參數>10 kHz，在10 000 Hz～0.5 Hz進行交流阻抗測試。

2 結果與討論

2.1 M0的官能團化

圖1為M0和M1的IR譜圖。由圖1可見，M1在1 715 cm-1處出現了M0沒有的-CO2H振動吸收峰，而且在1 166 cm-1處的C-OH的伸縮振動峰，1 574 cm-1處的C=O的伸縮振動峰和3 426 cm-1處的-OH伸縮振動峰的吸收均有了不同程度的增強。這說明，混酸處理使M0端口打開，M1表面出現了大量的-OH和-CO2H[7]。

ν/cm-1

2.2 1的形貌

圖2是1的SEM照片。由圖2可見，nano-Se0主要以M1開口處為中心，沿管的方向附著并生成樹枝狀的1。由于M1斷裂端口打開并且引入了大量可修飾nano-Se0的-OH和-CO2H，所以可以均勻地負載大量的nano-Se0。

M1和1溶膠的TEM照片見圖3。從圖3可以看出，酸化處理可以將M0切斷，M1的管徑為10 nm～30 nm，管長在3 μm以下，呈彎曲狀，表面光滑，功能化后分散性較好。nano-Se0微粒均勻的分散在M1中形成1，且有兩種負載形態。大部分nano-Se0粒子附著在M1外壁上(1-sol)，也有部分nano-Se0粒子進入到M1的內腔中(1-lumen)，并且由于M1孔徑的限制已經被擠壓變形。

圖 2 1的TEM照片

圖 3 M1和1溶膠的TEM照片

2.3 1/G的電化學特性

Potencial/V

Potencial/V

(2) 1/G的交流阻抗譜

Z′/×103 Ω

3 結論

采用酸化后的多壁碳納米管負載納米硒制備納米硒/多壁碳納米管復合材料，通過對其電化學性能的測試，發現這種復合物具有良好的導電性能。納米硒/多壁碳納米管復合材料修飾電極能夠提高電子的傳遞能力，有望用于對生物分子的檢測。

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