Page 72 - 《精细化工》2022年第11期

·2222· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

支撑的 CNTA 由于其独特的多孔结构、高密度的活 极上，以 3,4-二羟基苯丙氨酸为模型分子进行手性
性中心和优异的电荷传输性能，因而显示可观的电 识别，验证了传感器的实用性。
催化能力。LIU 等 [66] 将原子分散的低价 Ni(Ⅰ)锚定 设计具有高灵敏度的柔性传感器仍是一大挑战。
在 NCNTA 上，并将镍铜合金封装在碳纤维纸上， 利用 CNTA 优异的化学稳定性和较高的机械强度，LI
可作为 CO 2 还原为 CO 的有效电极，单原子 Ni(Ⅰ) 等 [69] 设计了一种基于微结构 MWCNT 阵列和图案化
和自支撑阵列结构的结合有着优异的电催化 CO 2 性 电极的柔性电阻触觉传感器，用其制备的传感器具有
能。铜的引入调节了 d 带电子结构，增强了氢的吸 超高的灵敏度，在<100 Pa 的低压水平下，快速响应
附，从而阻碍了 HER。镍原子电极在 620 mV 的过 时间为 200 ms，这种柔性传感器可用于机器人、假体、
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电位下，电流密度为–32.87 mA/cm ，转换频率为 医疗器械等领域。ZHOU 等 [70] 采用模板法合成了具有
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1962 h ，在 0.5 mol/L 的 KHCO 3 水溶液中显示出 双孔体系、大比表面积（992 m /g）、高氮含量（摩尔
97%的法拉第效率。 分数为 5.2%）的 NCNTA 介孔碳（N-CMK-5）。因为
2.4 在电化学传感器中的应用 CNTA 管壁具有较多的暴露缺陷位点和氮活性物
CNT 在电极表面的随机取向限制了活性中心的 种，N-CMK-5 具有较高的电化学活性，所研制的
暴露，导致传感效率较低。然而，CNTA 由于其高 N-CMK-5 型电化学传感器在实际水样中农药阿米
度有序的结构和优异的催化活性等优点，能改善电 特罗的电化学检测中具有良好的应用前景。
化学响应和检测性能。SWCNT 阵列在电极表面具 CNTA 还被应用在许多新型电化学生物传感器
有垂直排列的结构，因此，与其他修饰方法相比， 中。YANG 等 [71] 将三维超取向碳纳米管（SACNT）
修饰后的 SWCNT 阵列具有更高的使用效率。但如 阵列通过沉淀和交联的方式固定在尿酸酶上，可得
何将 SWCNT 垂直排列在电极上，并控制其密度和 到结构和导电性良好的工作电极，用此电极制备出
取向仍然是一个重大挑战。YANG 等 [67] 采用简单的 了一种基于三维 SACNT 阵列的新型电化学生物传
电化学法制备了一种新型的 SWCNT 阵列修饰的玻 感器，其可实现动态尿酸检测。这种电化学生物传
碳电极（SWCNTAs-GCE）。制备的 SWCNTAs-GCE 感器具有较大的酶密度和比表面积，与反应物的接
可以区分开多巴胺（DA），尿酸（UA）和抗坏血酸 触面积也显著增大。在 100~1000 μmol/L 的宽线性范
的阳极氧化电位，并且在彼此存在的情况下有明确 围和 1 μmol/L 的尿酸检测下限下，该电化学生物传
的峰间距，因此，可以作为一种新的电化学传感器 感器灵敏度高达 518.8 μA·L/mmol，利用其可实现对
用于 DA 和 UA 的选择性测定。具有手性的 SWCNTs 尿酸的动态监测。ZHANG 等 [72] 采用模板法以 ZnO
可以通过其对手性物种吸附的不同介电响应来区分 纳米棒阵列为模板在碳纤维（CF ）上直接合成
对映体。ZHU 等 [68] 以乙二胺为连接剂，通过电合成 NCNTA，再用金纳米粒子修饰的高度有序的 NCNTA
法将羧基化的手性 SWCNTs 垂直连接到氧化玻碳电 可制备出一种新型柔性纳米杂化微电极（图 11）。

图 11 金纳米粒子包裹碳纤维修饰 NCNTA 制备过程（步骤Ⅰ：通过水热法在碳纤维上生长 ZnO 纳米棒阵列
（ZnO-NRRAs）；步骤Ⅱ：通过多巴胺聚合在 ZnO 纳米棒阵列上涂覆聚多巴胺（PDA）层；步骤Ⅲ：通过聚
多巴胺的邻苯二酚基团化学还原 KAuCl 4 前体，在聚多巴胺层上修饰金纳米粒子（PDA-GNPs）；步骤Ⅳ：炭化
去除 ZnO 纳米棒阵列模板） [72]
Fig. 11 Schematic diagram of manufacturing process of NCNTA modified by carbon fiber coated with gold nanoparticles
(StepⅠ: Growth of ZnO nanorod arrays on carbon fiber via hydrothermal process (ZnO-NRRAs); StepⅡ: Coating
poly-dopamine (PDA) layer on ZnO nanorod arrays via polymerization of dopamine; StepⅢ: Decorating gold
nanoparticles (PDA-GNPs) on poly- dopamine layer via chemical reduction of KAuCl 4 pre-cursor by catechol groups
of poly-dopamine; StepⅣ: Carbonizating and removing ZnO nanorod arrays template) [72]