納米孔金膜電極的制備及應用

摘要：在氨性溶液中，以HAuCl4和AgNO3為原料，采用電化學還原法直接在氧化銦錫（ITO）導電玻璃基底上沉積金銀合金膜，然后用HClO4溶液去合金化，較活潑的金屬銀溶解，從而制備了高表面積的金膜修飾電極，并對修飾電極進行了表征。金膜的表面積可通過調控電解的條件來控制，所制備的金膜電極可采用L半胱胺酸自組裝法進一步功能化，并應用于高靈敏和高選擇性測定Cu2+。在優化實驗條件下，Cu2+的吸附時間為5 min，采用線性掃描伏安法測定Cu2+濃度的線性范圍為0.05～ 4.0 靘olL，檢出限為0.03 靘olL，對1 靘olL Cu2+平行測定9次，其相對標準偏差為4.3%。本方法用于環境水樣中Cu2+的測定，結果令人滿意。

關鍵詞：金； 電化學沉積； L半胱胺酸； Cu2+

1引言

近年來，由于金（Nanoporous gold，NPG）膜具有大的比表面積及良好的化學穩定性，在催化、傳感器和燃料電池等方面引起了人們的廣泛興趣[1～7]。金膜通常采用去合金法制備，首先制備含金的雙金屬合金， 如AuAg， AuZn等，然后利用化學或電化學的方法將較活潑的金屬選擇性去除，即可得到金[8～10]。

在催化及電化學應用中，金需要固定于固體基底，如金電極[11～13]、玻碳電極[14，15]和硅的基底[16，17]表面，制備的主要方法有：金基底腐蝕法[11～13]、直接粘結法[14，15]和沉積合金去合金法[16，17]等。在附著力較差的基底表面（如硅和玻璃），一般要預先沉積Cr膜，然后沉積合金。最近，由于氧化銦錫（Indium tin oxide， ITO）導電玻璃具有良好的光學透明性、高的導電率、寬的電化學電位窗、低的電容電流、穩定的化學和物理性質、較好的附著力、以及便宜的價格等特性，在作為電極材料方面引起了人們的廣泛關注[18，19]。目前尚未見在ITO基底上制備金膜的報道。本研究采用電化學方法在ITO電極表面直接沉積金銀合金，然后用化學方法選擇性溶解金屬銀，在ITO電極表面成功地制備了金膜。電極的金表面可自組裝單層L半胱胺酸實現功能化，并應用于高靈敏度和高選擇性地測定Cu2+。

3結果與討論

3.1金膜電極的表征

在透明導電玻璃表面電化學沉積金銀合金膜，在HClO4溶液中用化學法去合金化獲得金膜。由ITO電極表面金膜的SEM圖（圖1）可見，沉積的金銀合金膜粗糙并有些裂縫（圖1A），去合金化后孔隙明顯增多增大，然而SEM圖并不能得到金膜的立體結構（圖1B）。[TS（][HT5”SS]圖1金銀合金（A）和金膜（B）的掃描電子顯微鏡（SEM）圖，揷圖是其局部放大圖

4溶液中的循環伏安圖，其電位掃描范圍為0～1.5 V，電位掃描速度為0.02 Vs。使用裸ITO電極時，曲線a未出現明顯的氧化還原峰；而金銀合金膜電極出現金和銀的兩對氧化還原峰（曲線b），說明金和銀沉積于ITO電極表面；NPGITO電極僅出現金的一對氧化還原峰（曲線c），表明銀已完全溶出，在+0.8 V處金氧化物的還原峰增強，根據峰面積可以計算出還原過程的電量[10]，從而估算電極上沉積金的有效面積，可得與之相應的表面粗糙因子為3.1，即NPGITO電極具有比平面金電極更大的活性比表面，可用于電化學傳感器的構建。