一种新的电极表面的功能化方法技术

本发明专利技术提供一种新的电极表面的功能化方法。在８０－９０℃水浴中，将聚乙烯醇和醋酸纤维素分别溶于水，得到质量百分比浓度范围为８－１５％的溶液；室温条件下将壳聚糖溶于９０％的浓醋酸中，得到质量百分比浓度范围为２－３％的溶液。可以将三种聚合物溶液分别放在塑料注射器中进行电纺；注射器尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。喷管与水平面约成３０°角，电场强度范围为２－３ｋＶ／ｃｍ，采用洁净的玻碳片、金片或导电玻璃作为阴极收集纳米纤维毯，控制电纺的时间为４－３０秒，可以分别得到质量密度范围为０．３－１０ｍｇ／ｃｍ↑［２］的纳米纤维毯修饰电极。该制备方法经济、简单，而且适合于多种电极基底材料的修饰，并为进一步组装提供适用的前体聚合物膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种电极表面的功能化方法，涉及在电纺过程中用洁净的玻碳片、金片或导电玻璃作为阴极收集聚合物纳米纤维毯形成化学修饰电极的方法。
技术介绍
化学修饰电极自其问世之日起就倍受人们的关注，现在仍然是电化学和电分析化学中较活跃的研究领域。人们非常关注电极表面的功能化研究。至今，电极表面的功能化方法主要有(1)吸附法，(2)电化学辅助的共价键合法，(3)滴涂法，(4)整体法，(5)溶胶-凝胶法等。上述制备方法中，都存在不同程度的缺陷，吸附法只适合金属和半导体基底；共价键合法只适合于玻碳电极；滴涂法和溶胶-凝胶法虽然适合多种电极基底，但是修饰层不牢，容易开裂；整体法只是用来制备碳糊电极。发展一种新的制备方法显然是有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。该方法为电纺过程中用洁净的玻碳片、金片或导电玻璃作为阴极收集聚合物纳米纤维毯形成化学修饰电极的方法。本专利技术的技术依据为在电纺过程中，带电的聚合物液滴在电场力的作用下被拉伸，当电场力足够大时，聚合物液滴可以克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中，随着溶剂的快速蒸发而固化，最终落在作为阴极的玻碳片、金片或导电玻璃上，形成了类似无纺布状的纳米纤维毯，由此可以得到纳米纤维毯修饰的玻碳、金或导电玻璃电极。实施本专利技术采用以下的步骤和条件在80-90℃水浴中，将修饰剂聚乙烯醇和醋酸纤维素分别溶于水，得到质量百分比浓度范围为8-15％的溶液；室温条件下将修饰剂壳聚糖溶于90％的浓醋酸中，得到质量百分比浓度范围为2-3％的溶液。可以将冷却到室温的三种聚合物溶液分别放在塑料注射器中进行电纺；注射器尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。喷管与水平面约成30°角，电场强度范围为2-3kV/cm，采用洁净的玻碳片、金片或导电玻璃作为阴极收集纳米纤维毯，分别控制电纺的时间为4-30秒，可以分别得到质量密度范围为0.3-10mg/cm2的聚乙烯醇、醋酸纤维素或壳聚糖纳米纤维毯修饰电极。附图说明附图1为电纺4秒钟得到的0.3mg/cm2的聚乙烯醇纳米纤维毯修饰导电玻璃电极。本专利技术的主要特点和有益效果是电极表面的修饰膜由纳米纤维组成，这与以往的电极表面修饰的分子膜大不相同。其制备方法简单、快速，施加的电场温和，不会破坏电极表面，并适用于多种电极材料和前体聚合物，而且电极表面的修饰物可以定量，可以批量生产。本方法适合多种电极基底，修饰层稳定，牢固，不开裂，克服了以往修饰方法中的不足。本专利技术提出的玻碳、金或导电玻璃电极上的聚合物纳米纤维修饰膜，在一定的pH条件下，可提供富含电荷的离子化基团，而且聚合物纳米纤维比平板基底具有更大的比表面积和表面能，吸附能力更强，从而为带电荷物质或生物大分子等的电化学及其它性质的研究提供了一个好的前体膜。具体实施例方式实施例1将冷却到室温的在80℃水浴中得到的质量百分比浓度为8％的聚乙烯醇水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。喷管与水平面约成30°角，电场强度为2kV/cm，用洁净的玻碳片作为阴极收集纳米纤维毯4秒钟，可以得到0.3mg/cm2的聚乙烯醇纳米纤维毯修饰玻碳电极。实施例2将冷却到室温的在84℃水浴中得到的质量百分比浓度为10％的聚乙烯醇水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2.3kV/cm，用洁净的金片作为阴极收集纳米纤维毯15秒钟，可以得到4.5mg/cm2的聚乙烯醇纳米纤维毯修饰金电极。实施例3将冷却到室温的在85℃水浴中得到的质量百分比浓度为13％的聚乙烯醇水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2.7kV/cm，用洁净的导电玻璃作为阴极收集纳米纤维毯20秒钟，可以得到6.3mg/cm2的聚乙烯醇纳米纤维毯修饰导电玻璃电极。实施例4将冷却到室温的在90℃水浴中得到的质量百分比浓度为15％的聚乙烯醇水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为3kV/cm，用洁净的导电玻璃作为阴极收集纳米纤维毯30秒钟，可以得到10mg/cm2的聚乙烯醇纳米纤维毯修饰导电玻璃电极。实施例5将冷却到室温的在80℃水浴中得到的质量百分比浓度为8％的醋酸纤维素水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2kV/cm，用洁净的玻碳片作为阴极收集纳米纤维毯4秒钟，可以得到0.3mg/cm2的醋酸纤维素纳米纤维毯修饰玻碳电极。实施例6 将冷却到室温的在83℃水浴中得到的质量百分比浓度为10％的醋酸纤维素水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2.2kV/cm，用洁净的金片作为阴极收集纳米纤维毯12秒钟，可以得到2.3mg/cm2的醋酸纤维素纳米纤维毯修饰金电极。实施例7将冷却到室温的在87℃水浴中得到的质量百分比浓度为12％的醋酸纤维素水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2.6kV/cm，用洁净的导电玻璃作为阴极收集纳米纤维毯24秒钟，可以得到7.8mg/cm2的醋酸纤维素纳米纤维毯修饰导电玻璃电极。实施例8将冷却到室温的在90℃水浴中得到的质量百分比浓度为15％的醋酸纤维素水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为3kV/cm，用洁净的金片作为阴极收集纳米纤维毯30秒钟，可以得到10mg/cm2的醋酸纤维素纳米纤维毯修饰金电极。实施例9将质量百分比浓度为2％的壳聚糖水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为3kV/cm，用洁净的玻碳作为阴极收集纳米纤维毯4秒钟，可以得到0.3mg/cm2的壳聚糖纳米纤维毯修饰玻碳电极。实施例10将质量百分比浓度为2.2％的壳聚糖水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2.4kV/cm，用洁净的金作为阴极收集纳米纤维毯15秒钟，可以得到4.5mg/cm2的壳聚糖纳米纤维毯修饰金电极。实施例11将质量百分比浓度为2.5％的壳聚糖水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为2.8kV/cm，用洁净的导电玻璃作为阴极收集纳米纤维毯22秒钟，可以得到7mg/cm2的壳聚糖纳米纤维毯修饰导电玻璃电极。实施例12将质量百分比浓度为3％的壳聚糖水溶液放在塑料注射器中，尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管。实验时，喷管与水平面约成30°角，电场强度为3kV/cm，用洁净的玻碳片作为阴极收集纳米纤维毯30秒钟，可以得到10mg/cm2的壳聚糖纳米纤维毯修饰玻碳电极。权利要求1.，其特征在于在80-90℃水浴中，将修饰剂聚乙烯醇溶于水，得到质量百分比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新的电极表面的功能化方法，其特征在于在８０－９０℃水浴中，将修饰剂聚乙烯醇溶于水，得到质量百分比浓度范围为８－１５％的溶液；可以将修饰剂聚乙烯醇溶液放在塑料注射器中进行电纺；注射器尖端用移液器吸嘴作为喷口，针管和针头合称为喷管；喷管与水平面约成３０°角，电场强度范围为２－３ｋＶ／ｃｍ，采用洁净的玻碳片作为阴极收集纳米纤维毯，控制电纺的时间为４－３０秒可以得到聚乙烯醇纳米纤维毯修饰玻碳电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董绍俊，杨国程，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]