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對苯二酚(HQ)為有毒的白色針狀結晶,易溶于熱水、酒精和乙醚等物質(zhì),化學(xué)性質(zhì)不活潑。對苯二酚廣泛應用于生活領(lǐng)域及化工領(lǐng)域,如染發(fā)劑、洗滌劑等。由于對苯二酚具有很強的毒副作用,過(guò)量使用易造成頭暈、耳鳴等癥狀,且該物質(zhì)難降解而不易除去,嚴重破壞環(huán)境,因此,對對苯二酚進(jìn)行測定是很有必要的。目前,對苯二酚的研究檢測方法主要包括分光光度法、高效液相色譜法、電化學(xué)法、化學(xué)發(fā)光法和熒光法等。由于電化學(xué)方法靈敏度高,操作簡(jiǎn)單且成本低而備受人們的關(guān)注。目前,研究人員對對苯二酚在修飾電極上的電化學(xué)行為已進(jìn)行一些研究。近些年來(lái),石墨烯因其良好的導電性能及電催化效果被用于修飾電極的制備來(lái)測定對苯二酚。因此,本文通過(guò)電化學(xué)方法制備聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極,并用該修飾電極測定對苯二酚,結果令人滿(mǎn)意。
1實(shí)驗部分
1.1儀器與試劑
儀器:KQ-250B型超聲波清洗器(昆山超聲波儀器有限公司);pHS-3C型酸度計(上??祪x儀器有限公司);LK2006A電化學(xué)工作站(天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司);電化學(xué)實(shí)驗采用三電極系統:玻碳電極為工作電極,鉑絲為對電極,Ag/AgCl電極為參比電極。
試劑:5.00×10-4mol·L-1對苯二酚溶液;氧化石墨烯分散液;2.50×10-3mol·L-1L-谷氨酸溶液;磷酸鹽緩沖液(PBS):pH 0.5——7.0,用0.1 mol·L-1H3PO4、NaH2PO4、Na2HPO4、Na3PO4溶液按常規方法配制并通過(guò)酸度計校準。
1.2聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極的制備
用添加少量Al2O3粉末并滴加適量蒸餾水的拋光紙對玻碳電極下表面(Ф=3.0 mm)進(jìn)行打磨拋光至鏡面,超聲波清洗儀對其污垢進(jìn)行清洗,晾干待用。將晾干后的玻碳電極作為工作電極,鉑絲電極作為輔助電極,Ag/AgCl電極作為參比電極,放進(jìn)10 mL氧化石墨烯及L-谷氨酸混合液中,通過(guò)循環(huán)伏安法進(jìn)行掃描,從而制得聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極(PLG-ERGO/GCE)。將其取出用蒸餾水沖洗,再用濾紙輕輕擦干表面蒸餾水,等待備用。
1.3實(shí)驗方法
用移液管移取2.0 mL 5.00×10-4mol·L-1對苯二酚溶液、2.0 mL PBS(pH值為2.0)、蒸餾水定容10 mL于電解池中,將鉑絲電極作為輔助電極,石墨烯谷氨酸修飾過(guò)的玻碳電極作為工作電極,Ag/AgCl電極作為參比電極的三電極系統放入電解池中,靜置100 s,在初始電位為0.0 V,終止電位為0.6 V的條件下,對對苯二酚的電化學(xué)行為進(jìn)行探究,記錄并保存每次循環(huán)伏安曲線(xiàn)上的數據。掃描結束后,用蒸餾水沖洗電極,晾干,再進(jìn)行下一次的操作。
2結果與討論
2.1聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極的最佳制備條件
采用單一控制變量法,利用循環(huán)伏安法,對混合均勻的氧化石墨烯及L-谷氨酸溶液進(jìn)行掃描,每次僅改變一個(gè)條件,最終結果表明,當參數設定電位范圍在~1.8——2.2 V,掃描速度為0.12 V·s-1,循環(huán)次數為11次,等待時(shí)間為7 s時(shí),制備的聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極測定對苯二酚的效果最佳,得到的電化學(xué)信號最強。
2.2電化學(xué)阻抗圖譜分析
利用電化學(xué)阻抗技術(shù)(EIS)通過(guò)不同修飾電極,對K3[Fe(CN)6]以及KCl溶液進(jìn)行測定表征,表征圖譜如圖1.由圖1可明顯看出,在3-谷氨酸修飾電極上,會(huì )有一個(gè)比2-石墨烯修飾電極以及1-聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極稍大的圓弧,而圓弧越大,表明電極的電阻率越大,電子傳遞速率越低。因此,從圖1中可知,聚L-谷氨酸/石墨烯修飾電極的電阻率最小,電子傳遞速率最佳。