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活性炭纖維電極改性

來源：韓研活性炭網作者：韓研活性炭網 2018-01-31

　　活性炭纖維電極改性，活性炭纖維電極的獨特性能為其在分析應用中的使用提供了許多特別的優勢。然而，一些預處理通常是活性炭表面改性所必需的。其中一種方法是酶修飾，電極表面的酶反應可用于某些測定。納米顆粒的應用對于修飾非常有用，并且在測定各種分析物時給予電極非常有趣的響應。活性炭表面的電化學氧化是其他改性方法之一。通過這項工作，表面的形態變化以及增加含氧官能團的覆蓋率。在這篇評論文章中，我們討論了活性炭纖維電極的一些改性方法。

　　活性炭纖維電極的優點

　　活性炭纖維具有化學惰性和出色的機械和電氣性能，為微米或甚至納米尺度的電生理，電化學和生物傳感器應用提供了極好的基極。活性炭粉和纖維由于其高比表面積和導電性而被廣泛用作電極材料。活性炭纖維電極具有幾個獨特的特點，使其優于其他技術。活性炭纖維電極能夠在亞秒的時間范圍內進行監測并實時記錄。由于活性炭纖維電極體積非常小，因此也適用于非常小的環境，如單個電池體積，而其他設備由于太大而無法使用。除了靈敏度和選擇性之外，還應充分考慮電極的大小，以開發適用于體內和原位應用的傳感器。電極應小型化，以便與生物微環境中的小空間相匹配。在這方面，直徑在微米和納米的活性炭纖維微電極或活性炭纖維納米電極由于其超小尺寸似乎比其他電極有很大的優勢。此外，這些電極的快速響應時間和優異的生物相容性使其成為用于實時監測生物事件的強大工具，具有高時間和空間分辨率。

　　最重要的是，活性炭纖維電極也是更好的靈敏度和選擇性的設備，通過對感興趣的分析物進行電極修改。另外，活性炭纖維電極可以提供更寬范圍的可檢測物種，只需稍作修改即可。

　　活性炭纖維電極的改性

　　改性電極是電化學分析中應用最有意義的工具。活性炭纖維是制備修飾電極的容易獲得和有用的材料。纖維促進小體積溶液的工作，同時保持大的電極表面積1。在對在活性炭纖維上電鍍貴金屬制備的活性炭纖維電極進行了研究。活性炭纖維纏繞在鈦網上。通常34 使用一厘米長的纖維束(每束約6000根纖維)以確保鈦網的均勻覆蓋。纏繞在紗布上后，將這些纖維的末端合并在一起，然后擰緊在電極的桿上。然后用小的鈦夾將這些纖維固定在桿上。電極用丙酮清洗除去油脂化合物，在電鍍之前和之后稱重。已經顯示在活性炭纖維的表面上沉積銀，金或銅的金屬膜能夠提高碳中Li嵌入/脫嵌反應的CV峰高度，這意味著反應速率提高。CV的陽極峰的峰高隨著厚度的變化而變化。黃金和銅是最薄的電影最高峰，而銀則表現出復雜的行為，其中必須考慮取決于膜厚度的晶體取向變化的貢獻。增強效應基于兩個因素闡明，即電導率增加和在銀膜表面上形成合適的固體電解質界面。在圖1中，圖示了用真空沉積的銅，金和銀膜覆蓋的活性炭纖維的SEM圖像。該圖顯示活性炭表面似乎完全被緊密的金屬膜覆蓋。

　　圖1。活性炭纖維的SEM照片覆蓋有金銀銅膜。

　　納米微粒改性

　　目前納米粒子作為合適的改性劑在研究人員中非常感興趣。在工作中，活性炭納米纖維通過聚丙烯腈溶液的靜電紡絲隨后進行方便的熱處理(穩定化，隨后在1000,1200和1400 ℃下碳化)而生產，并且碳納米管被吸附在纖維通過浸漬法。通過循環伏安法評估電化學性能，其中通過K 3 Fe(CN)6的氧化還原峰的可逆性和尺寸來觀察纖維的碳化溫度的影響以及碳納米管的有益貢獻與Ag / AgCl相比。隨后，將氧化還原酶固定在電極上，并且實現了氧與水的電還原，作為其作為生物陰極效率的測試。由于這些新電極的纖維狀和多孔結構以及碳納米管可能具有促進氧化還原生物分子的電子轉移反應的能力，所開發的新電極能夠產生比僅由電紡絲組成的電極更高的電流密度的活性炭纖維。

　　活性炭表面的改性在電化學和材料科學中是非常重要的。修改可以提高活性炭纖維電極的應用范圍。我們可以用酶，納米粒子，表面活化或活性炭纖維紙來修飾活性炭纖維電極。

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