化学修饰电极是通过化学修饰的方法在电极表面进行分子设计，将具有优良化学性质的分子、离子、聚合物固定在电极表面，造成某种围观结构，赋予电极某种特定的化学和电化学性质，以便高选择性地进行所期望的反应，在提高选择性和灵敏度方面具有独特的优越性。化学修饰电极的应用是多方面而又广泛的，主要涉及到薄层表征、选择性渗透膜、电化学发光、有机合成、电色效应、分子电子器件和电化学控制释放、电催化等方面。其中以电催化方面的应用最为广泛。源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

燃料电池和金属空气电池的发展关键在于氧电极催化剂不断更新，催化剂材料的研究一直备受关注。在酸性电解液中，金属卟啉是空气电极最有希望的催化剂，它能有效促进双氧水分解，使电池的工作电压提高，增加放电容量。金属酞菁和金属卟啉化合物具有高的共轭结构和化学稳定性，对分子氧还原表现出良好的电催化活性，近年来成为氧还原电催化研究热点。

卟啉类化合物广泛存在于自然界，参与生物体内的许多重要反应，已在仿生化学、分子识别、光电转换、催化、太阳能电池及医学等领域得到广泛的研究和应用。近年来，卟啉类化合物以它优异的光电特性和稳定性而受到了许多科学家的青睐。改变卟啉环上的取代基、调节4个氮原子的供电子能力、引入不同的中心金属离子，或者改变不同亲核性的轴向配体，就会使卟啉和金属卟啉具有不同的性质，因而也具有不同的功能。

寻找廉价、高校的催化剂已成为提高氧电极性能的关键，这一问题一旦解决，必将大大推动燃料电池和空气电池的发展。催化剂是氧电极的关键因素，制备性能优良、工作稳定的催化剂仍是研究者追求的目标。金属卟啉类化合物是理想的电催化氧化还原催化剂，它极具应用前景和研究价值。卢小泉等人合成了新型的巯基钴卟啉，采用自组装技术修饰到电极上，发现其对AA具有明显的催化作用；Ohsaka小组研究了胱氨对抗血酸的电催化作用；董绍俊小组合成并研究了含紫精基团硫醇SAM的电化学行为和对优尔根过氧化物酶的生物电催化。

化学修饰电极的出现突破了以往化学家所研究的范畴，把注意力转移到电极表面。通过化学修饰电极赋予电极某种特定的化学和电化学性质，自从化学修饰电极问世以来，引起了研究者的广泛兴趣。中科院长春应用化学研究所电分析国家重点实验室董绍俊领导的小组自1980年以来在国内最早开辟这一研究领域，着重研究了化学修饰电极的基础理论、设计、制备及应用。1990年以来，国内不少著名大学，如南京大学、武汉大学、厦门大学和复旦大学等着重开展了化学修饰电极在电分析化学方面的研究。到现在国内研究已十分普遍。而且其应用十分广泛，尤以电催化应用研究最为广泛。

    利用化学修饰电极技术，通过自组装膜技术将卟啉修饰在电极上，进行应用研究。卟啉自组装膜广泛存在于生物体中，例如在光能转换的初始步骤中光合作用蛋白可作为光活性物质存在。因此，研究卟啉的自组装结构不仅可以阐明其光能转换机理并进一步对功能化进行模拟，而且通过对表面精确的化学修饰可以来研究分子和电子器件，能量获取、存储，催化和传感器等等。此外，自组装在检测物的预富集和选择性键、生物大分子的电化学和生物传感等方面有很广泛地应用。文献综述

1.1  卟啉衍生物的命名及分类

    卟啉是环状四吡咯大环上带有取代基的同系物及衍生物的总称，其自由碱的2个吡咯质子被金属取代就得到了金属卟啉化合物(如图1.1)，大环上与四个吡咯环两两相连的碳[5,10,15,20(在Fisher法编号中为α，β，γ，δ)]被称为中位碳，其余环上的八个可被取代的碳被称作外环碳。在中位碳加上不同的取代基形成一系列不同的卟啉，这些取代基可以不同也可以相同。特别值得一提的是，卟啉环在不含取代基时具有类似苯环的平面结构[11]。