抗坏血酸是一种水溶性维生素, 存在于新鲜蔬菜和水果中, 它是维持人体正常生理功能的重要维生素之一[1], 在人体内生物合成及物质代谢中发挥重要作用, 对抗坏血酸进行定性、定量分析在食品、医药领域中均具有重要意义[2,3,4]。本文利用天津兰立科LK-2005型电化学工作站, 通过研究电流, 电压, p H与抗坏血酸的浓度之间的关系, 显示了化学修饰多孔硅电极对抗坏血酸的传感性。
1 实验部分
1.1 实验原料、试剂及主要仪器
主要试剂:36%盐酸, 分析纯, 莱阳市康德化工有限公司;氢氟酸 (HF>40%) , 莱阳市康德化工有限公司。主要仪器:磁力加热搅拌器;晶体管直流稳压器;高温扩散炉。
1.2 多孔硅电极的制备
电阻率2.2-3.3Ω·cm的n型单晶硅片, 40%HF腐蚀10min, 将Pt片作为对电极, 硅片为阳极, 再顶上铜片, 外接引线。氢氟酸-无水乙醇混合溶液 (1:1, V/V) 为刻蚀液, 在100 W的卤钨灯光照条件下, 由YJ32-2型晶体管直流稳压器控制控制电流密度75 m A·cm-2, 电解5 min。然后依次用无水乙醇, 去离子水冲洗, 在氩气条件下吹干。将多孔硅样品浸入3%稀盐酸与无水乙醇的混合液中, 用200瓦的卤钨灯光照45min后, 取出多孔硅样品, 分别用无水乙醇, 去离子水清洗, 晾干。
1.3 抗坏血酸溶液的配制
配制抗坏血酸溶液的浓度分别为0.3mol/m L, 0.6mol/m L, 3mol/m L, 6mol/m L, 各100m L。
1.4 抗坏血酸的检测
利用天津兰力科公司生产的电化学工作站进行检测, 制备的多孔硅当工作电极, 饱和甘汞电极当作参比电极, 铂电极当作辅助电极, 对自己配置好的不同浓度的抗坏血酸测量线性扫描伏安曲线。
2 结果和讨论
2.1 多孔硅电极的扫描电镜照片
图1是在放大1.5万倍后多孔硅和氧化处理后多孔硅的扫描电镜图, 图A的纳米结构明显, 孔径比较均匀, 图B的裂缝区域明显比图A的大, 说明氧化处理后的多孔硅要比未处理的多孔硅具有更好的稳定性。
2.2 不同浓度的抗坏血酸溶液I-V曲线关系
在三电极体系中, 将多孔硅为工作电极, 铂片为辅助电极, 饱和甘汞电极为参比电极, 在此电极槽中依次加入浓度为0.3mol/m L, 0.6mol/m L, 3mol/m L, 6mol/m L, 的抗坏血酸溶液, 测量其电流与电压的关系。
如图图22所所示示, , 在在同同一一抗抗坏坏血血酸酸浓浓度度下下, , 电电流流值值随随电电压压值的增加而增加加;;在在不不同同抗抗坏坏血血酸酸浓浓度度下下, , 当当溶溶液液浓浓度度的的增增加加时时, 电流值随着溶液电压值的增加而增加。有人认为, 在碱性或酸性条件下, 抗坏血酸能快速脱掉羟基中的氢变成脱氢抗坏血酸, DHAA还可与H2O反应生成二酮古洛糖酸。由于抗坏血酸被氧化, 使溶液中离子浓度增加, 导致抗坏血酸溶液的电流值增大。[5]
3 结语
采用n型单晶硅抛光片, 光电化学阳极氧化刻蚀出多孔硅, 再经过光氧化处理得到氧化多孔硅样品。在三电极体系中, 多孔硅当作工作电极, 饱和甘汞电极作为参比电极, 铂金作为辅助电极, 通过电化学工作站来进行分析检测电压与电流关系, 抗坏血酸溶液的电流随着电压的增加而增加, 但并不呈现很好的线性关系, 为制作抗坏血酸-多孔硅传感器提供了基础和依据。
摘要：电阻率2.2-3.3Ωcm n型单晶硅在氢氟酸-乙醇溶液中通过光电化学阳极刻蚀, 再经过光氧化处理得到稳定的硅基样品。然后用多孔硅电极对抗坏血酸进行分析检验, 利用兰力科电化学工作站, 绘制线性扫描曲线来进行分析电压, 电流, 与抗坏血酸浓度之间的关系。。
关键词：硅基电极,抗坏血酸,电化学
参考文献
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[2] 卢小泉, 吕宝强, 薛中华等.4-巯基吡啶自组装膜修饰金电极的电化学性质及对抗坏血酸的测定[J].分析化学, 2003, 31 (6) :686-688.
[3] 郭帅, 邵丽华, 裴晶晶等.还原型抗坏血酸及总抗坏血酸稳定性研究J].卫生研究, 2008, 6:699-701.
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