基于電沉積技術(shù)構建聚苯胺/海藻酸膜及電化學(xué)性能研究

利用電信號刺激實(shí)現刺激響應性聚合物在電極表面的可控組裝,并在電極表面形成聚合物電沉積膜[1,2] 海藻酸是一種多糖類(lèi)生物大分子,具有生物相容性、無(wú)毒性以及相對較低的成本等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應用于藥物輸送、抗菌材料及組織工程等領(lǐng)域[3~5] 值得注意的是利用海藻酸能與Ca2+作用形成海藻酸鈣凝膠可以實(shí)現海藻酸的陽(yáng)極電沉積,在組織工程、細胞識別以及生物傳感器等領(lǐng)域有很好的應用價(jià)值[5~8] 導電聚合物具有成本低、重量輕以及柔韌性好等優(yōu)點(diǎn),但其作為電容器材料在循環(huán)穩定性以及電荷傳輸能力等方面存在不足,通常通過(guò)聚合將導電聚合物摻入非導電或基質(zhì)材料中形成復合材料克服這些缺點(diǎn)[9,10] 聚苯胺(PANI)是一種重要的導電聚合物,具有原料成本低以及熱穩定性較好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應用于電容器、傳感器以及光電材料領(lǐng)域[11~14] 電化學(xué)聚合是PANI的制備方法中常用的一種方法,具有反應條件簡(jiǎn)單、易于控制、產(chǎn)物純凈和污染少等優(yōu)點(diǎn)[11,14] 近年來(lái),一些PANI和生物大分子結合形成的材料在電容器和傳感器等方面的研究引起了人們的關(guān)注[9,10,15] 還有一些研究者開(kāi)展了PANI與海藻酸材料在電化學(xué)領(lǐng)域的研究工作[16~18] 例如,Li等[17]在水溶液中聚合得到PANI/海藻酸鈉材料,將其分散液滴加到玻碳電極上,然后在室溫下干燥得到了PANI/海藻酸鈉修飾電極,該電極與純PANI修飾電極相比具有更好的電化學(xué)性能 然而,到目前并沒(méi)有利用電沉積技術(shù)制備PANI和海藻酸材料的研究報道 此外,利用電沉積技術(shù)在電極上構建PANI和海藻酸材料十分有利于其后續在電化學(xué)領(lǐng)域的應用,然而此方面的研究也未見(jiàn)文獻報道 本工作開(kāi)展了基于電沉積技術(shù)制備PANI和海藻酸材料的研究,在電極表面構建PANI/海藻酸膜,直接制備得到PANI/海藻酸修飾電極,進(jìn)一步開(kāi)展了PANI/海藻酸修飾電極的電化學(xué)性能測試 該方法具有條件溫和以及后處理簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn),所制備的PANI/海藻酸修飾電極在電化學(xué)領(lǐng)域(例如電容器電極材料、電化學(xué)檢測)具有潛在的應用價(jià)值 1 實(shí)驗方法1.1 試劑與儀器 海藻酸鈉(粘度≥0.02 Pa·s)、苯胺、碳酸鈣(CaCO3)、濃硫酸(H2SO4,98%)購自中國國藥化學(xué)試劑有限公司,所有化學(xué)品均為分析純 鉑絲電極、甘汞電極(SCE)和ITO玻璃電極購自上海仙仁儀器儀表有限公司 場(chǎng)發(fā)