鉛筆芯電化學傳感器研究進展

王曉健，晉日亞，喬怡娜，劉晶敏，王琨，王瑩，常寶

(中北大學 環境與安全工程學院，山西 太原 030051)

鉛筆是由粘土(～30%)、石墨(～65%)和粘合劑(高分子聚合物或樹脂)組成的復合材料[1]。鉛筆芯中粘土與石墨含量的比例對鉛筆芯電極的電化學特征(離子交換、鉛筆表面形態、無序度)具有一定的影響[2]。據朱等的研究發現，軟B型鉛筆芯電極具有較大的直徑使得電子轉移容易產生更高的信號從而適用于定量分析，而小直徑的H型鉛筆能提供更好的可逆性從而適用于定性研究[3]。鉛筆芯高性價比易于商業化，并且可以作為一次性電極使用，與其他一些昂貴的商業金屬電極相比，鉛筆芯電極擁有良好的化學惰性、良好的機械性、寬電位窗口、低背景電流和易于修改和小型化的特點[4]。

合適的電子介體和電催化劑進行修飾能使鉛筆芯電極的性能達到最大化，成為靈敏電化學傳感器，通過修飾電活性聚合物，納米材料對進一步提高電極靈敏度和選擇性是非常關鍵的。

1 改性鉛筆芯傳感器研究

1.1 電極性能對比

鉛筆芯電極的硬度不如玻碳電極，但比碳糊電極和熱解碳更硬[5]。與玻碳、碳糊、熱解碳或碳纖維電極相比，鉛筆芯電極擁有較高化學和機械穩定性，較寬工作電壓窗口，與金或鉑金電極相比，工作電壓可以拓展到更多的負值。鉛筆芯電極中的粘土和聚合物會產生低背景電流，但是這些電流低于傳統的固體電極[6]，高于摻硼金剛石電極。

鉛筆芯電極在使用后電極表面的拋光程序與一些玻碳電極相比更加簡單，表面再生也更加快速。……