基于γ-氧化铁聚多巴胺-没食子酸的螯合电极的制备及其分析性能测试 (3)
时间:2018-04-03 21:24 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
近年来，铁纳米粉的制备已形成了几种比较成熟的方法，如等离子体法、电弧法和还原法等，并且一些新的制备技术正不断涌现，特别是多种成熟技术的有机结合[13]，直接推动了铁纳米粉制备技术的发展。与此同时，人们利用现代检测手段，深入分析颗粒的物质结构、形成机理与物化性质[14-16]，研究粒径和形貌变化对颗粒性能的影响，加深了对纳米铁粉物性的认识。在此基础上，不仅进一步开发出多种新的实用化技术，同时也在不断扩展纳米铁粉的应用领域和规模。 1.5.1.2 γ-Fe2O3的性质 γ-Fe2O3在高科技领域里是一种应用很广泛的功能材料。用铁的有机物热解可以直接得到γ-Fe2O3。该法简便快速, 但由于γ-Fe2O3是Fe2O3的亚稳晶型，在热解过程中会部分转变成稳定的α-Fe2O3。如果在较低温度下快速热解, 由于有机物不能完全燃烧除去, 所以产物的团聚严重。因此，溶胶-凝胶法是制备氧化物纳米粒子的常用方法[17]，除此以外，还有液相法－化学沉淀法、固相法、空气氧化法、气相法—激光加热法等等方法都能够得到纳米级别的氧化物颗粒。 1.5.2 聚多巴胺 1.5.2.1 多巴胺的来源与性质 近年来，有学者发现，一种海洋贻贝的足腺细胞能够分泌出一种强度很高的黏液，在海水中凝固成足丝,从而粘附于水下各种有机物或者无机物的表面。这种粘液的主要成分是贻贝粘附蛋白，该蛋白在潮湿的环境中可以与基体材料表面形成较强的相互作用，从而使生物能够稳定附着。研究表明，在贻贝粘附蛋白的氧基酸序列中,L-多巴(左旋3，4-二轻基苯丙氨酸，L-DOPA)和赖氧酸残基是使蛋白质产生粘性的主要成分。[18] 多巴胺(3, 4-二轻基苯丙氨,dopamine)是L-多巴的儿茶酷衍生物。多巴胺可以实现在潮湿环境中对材料表面的附着,主要是由于结合了L-多巴的邻苯二酷基团和赖氨酸的氨基官能团,使其具有良好的粘附能力[19]。因此，多巴胺作为纳米复合材料的成分之一能够提高材料的粘性与稳定性，使材料在应用过程中不易损耗，提高数据可靠性。 1.5.2.2 多巴胺的聚合 多巴胺聚合的过程基本如下：在水溶液中且有氧条件下，多巴胺的邻苯二酷基团很容易被氧化，生成具有邻苯二醌结构的多巴胺醌化合物。多巴胺和多巴胺醌之间发生反歧化反应，产生半醌自由基然后偶合形成交联键，产生聚多巴胺复合层，聚多巴胺可以在几乎任何有机和无机材料表面进行聚合，例如有机聚合物、金属、玻璃、木材等，形成一层超强附着的多巴胺复合层。Lee等[19]人采用单分子研究方法研究多巴在物质表面的附着原现.通过测定单一的多巴分子与金属氧化物结合的表面附着力，分析得到作用力为高强度的非共价可逆结合，而多巴与冇机物表面则足通过不可逆的介键结合，具体的附着机理还有待于进一步研究[20]。 多巴胺的聚合现象为材料膜的改性提供了一条新的途径。多巴胺表面的羟基和氨基的亲水作用，使得膜的亲水改性成为可能。与其他改性方法相比，利用多巴胺对材料表面改性的方法更为便捷，反应于水溶液中进行，操作简单；反应过程易于控制，条件温和；无需外加催化剂，不需提前对材料进行复杂的预处理，也不需要加热、加压、密封等条件；同时还有效避免了有机溶剂的使用对环境造成的污染，使得这种改性方法具有广泛应用的前景[21]。 1.5.2.3 聚多巴胺在材料表面沉积金属和金属氧化物 多巴胺的邻苯二酚基团能够对金属产生一定强度的束缚力，且聚多巴胺复合层对金属离子具有较强的还原能力。当表面沉积聚多巴胺层的改性材料浸入金属盐溶液中时，复合层从溶液中还原金属阳离子并使之沉积在材料表面，从而实现无电镀的材料表面金属化[19,20]。Liao等将表面复合聚多巴胺层的聚酰亚胺(PI)膜置于硝酸银溶液中， 制备了表面覆盖银粒子层的PI膜复合材料，镀银后的PI膜具有高导电高反射性能和优异的抗菌性能[22,23]。由此可见，聚多巴胺与γ-氧化铁能够良好的结合，为制作螯合电极做准备。 (责任编辑：qin) |