《化学修饰电极》课程教学大纲
第一部分课程基本信息
课程名称 |
化学修饰电极 |
英文名称 |
Chemically modified electrodes |
课程编号 |
S5190316 |
适应专业(领域) |
化学 |
开课学期 |
第2学期 |
预修课程 |
|
课程性质 |
专业选修课 |
|
|
学时/学分 |
36学时/2学分 |
|
|
考核方式 |
考查 |
开课单位 |
化学学院 |
课程负责人 |
姓名 |
职称 |
学历/学位 |
田利 |
教授 |
研究生/博士 |
|
课程负责人所在学院（部门） |
化学学院 |
||
课程负责人联系方式 |
86168099 |
||
第二部分课程概述
化学修饰电极是化学专业研究生的一门专业选修课程。针对本校化学专业研究生的具体情况，本课程以化学和相关边缘科学为基础，结合现代电化学和电分析化学的最新发展，系统的讲述化学修饰电极的由来、表面分子设计与制备、表征方法、膜内的电荷传输、电极过程动力学、功能及其在生物传感、蛋白质的电子转移和分析化学中的应用和展望，使学生了解化学修饰电极领域发展的新动向，拓展知识面，培养学生解决实际问题的能力。
第三部分课程主要教学内容
第一章 绪论
本章重点和难点：化学修饰电极的含义、类型、功能等
一、化学修饰电极的发展过程
二、化学修饰电极的的命名和定义
三、有关化学修饰电极的几个方面
四、化学修饰电极的研究、理论和应用
第二章 化学修饰电极的制备和类型
本章重点和难点：化学修饰电极的清洁处理、制备方法
第一节 固体电极表面的清洁处理
一、鉴定固体电极表面的方法
二、机械研磨与抛光
三、化学法和电化学法处理
第二节 化学修饰电极的制备方法
一、共价键合法
二、吸附法
三、聚合物膜法
四、组合法
五、其他方法
第三章 化学修饰电极的表征
本章重点和难点：电化学交流阻抗、光谱法、EQCM、显微镜表征化学修饰电极
第一节 电化学方法表征化学修饰电极
一、循环伏安法
二、计时电流法
三、计时库仑法
四、电化学交流阻抗法
第二节 光谱法表征化学修饰电极
一、现场光谱电化学基本原理
二、紫外-可见光谱电化法
三、红外光谱电化学
四、激光光谱法
第三节 石英晶体微天平（QCM）表征化学修饰电极
一、EQCM的基本原理
二、表征化学修饰电极
第四节 显微学表征化学修饰电极
一、扫描电子显微镜
二、扫描隧道显微镜
三、扫描电化学显微镜
第四章 化学修饰电极的功能
本章重点和难点：电催化、光电化学、电化学发光、电色效应
第一节 化学修饰电极的电催化
一、电催化的一般原理
二、影响因素
三、电催化氧还原
第二节 化学修饰电极的光电化学
一、光阳极腐蚀的防护
二、光电催化
三、光敏作用
第三节 化学修饰电极的电化学发光
第四节化学修饰电极的电色效应
一、染料化学修饰电极的电色效应
二、无机膜化学修饰电极的电色效应
三、聚合物膜化学修饰电极的电色效应
第五章 聚合物修饰电极
本章重点和难点：聚合物修饰电极的制备方法、类型
第一节 电活性（氧化还原）聚合物薄膜
一、电化学行为
二、各种因素对伏安行为的影响
三、几种新型的电活性聚合物薄膜
第二节 离子交换聚合物薄膜
一、阴离子交换剂
二、阳离子交换剂
第三节 导电聚合物薄膜
一、聚吡咯
二、聚噻吩
三、聚苯胺
第六章 无机化合物修饰电极
本章重点和难点：多核过渡金属氰化物修饰电极、粘土类修饰电极、分子筛修饰电极、多酸修饰电极
第一节 多核过渡金属氰化物修饰电极
一、过渡金属氰化物的结构和性质
二、过渡金属氰化物膜的制备
三、电化学行为
四、应用
第二节 粘土类修饰电极
一、粘土的基本结构和性质
二、修饰电极的制备
三、电化学行为
四、应用
第三节 分子筛修饰电极
一、分子筛的基本结构和性质
二、修饰电极的制备
三、电化学行为
四、应用
第四节 多酸化学修饰电极
一、粘土的基本结构和性质
二、修饰电极的制备
三、电化学行为
四、应用
第七章 氧化还原蛋白质和酶的直接电化学
本章重点和难点：细胞色素修饰电极、酶电极
第一节 细胞色素的直接电化学
一、细胞色素C在联吡啶类修饰电极上的直接电化学
二、细胞色素C的化学修饰
三、细胞色素C在其他电极上的直接电化学
第二节 酶的直接电化学
一、过氧化物酶的直接电化学
二、对甲酚甲基羟化酶的直接电化学
三、氢化酶和脱氧酶的直接电化学
第八章 化学修饰电极在分析化学中的应用
本章重点和难点：化学修饰电极在分析化学中的应用
一、电催化作用
二、选择性渗透
三、用于富集分离
四、离子通道
五、电位传感器
第九章 化学修饰电极在生物传感器中的应用
本章重点和难点：生物传感器的制备方法
第一节 前言
第二节 生物组分的固定化
一、吸附法
二、共价键合法
三、凝胶/聚合物包埋
四、交联
五、其他方法
第三节 电极响应的增强
一、电子媒介体
二、有机导电盐电极
三、酶循环与酶法溶出
四、其它方法
第四节 干扰和电极玷污的防止
一、化学消除
二、聚合物膜
三、示差测量
第十章 化学修饰电极的展望
一、技术和方法
二、微结构和动力学
三、研究与应用
第四部分主要教学参考资料
一、建议教材
董绍俊，车广礼，谢远武等著，《化学修饰电极》，科学出版社，2003年3月
二、主要参考书
1．盛庆林，郑建斌，《电化学传感器构置及其应用》，科学出版社，2013年12月
2．饶红红，薛中华，卢小泉，《碳纳米材料在电分析化学中的应用》，化学工业出版社，2016年5月
第五部分教学进度表
教学周 |
专题 名称 |
主要内容 |
授课方式 |
学时分配 |
|
理论学时 |
实践（实验）学时 |
||||
第一周 |
第一章 第二章 |
化学修饰电极的含义、类型、功能等 化学修饰电极的清洁处理、制备方法 |
讲授 |
2 |
|
第二周 |
第三章 |
化学修饰电极的表征手段 |
讲授 |
2 |
|
第三周 |
第三章 |
化学修饰电极的表征手段 |
讲授 |
2 |
|
第四周 |
第四章 |
化学修饰电极的功能，主要包括电催化、光电化学 |
讲授 |
2 |
|
第五周 |
第四章 |
电化学发光、电色效应 |
讲授 |
2 |
|
第六周 |
第五章 |
聚合物修饰电极的制备方法 |
讲授 |
2 |
|
第七周 |
第五章 |
聚合物修饰电极的类型 |
讲授 |
2 |
|
第八周 |
第六章 |
过渡金属氰化物修饰电极、分子筛修饰电极 |
讲授 |
2 |
|
第九周 |
第六章 |
稀土修饰电极、多酸修饰电极 |
讲授 |
2 |
|
第十周 |
第七章 |
细胞色素修饰电极 |
讲授 |
2 |
|
第十一周 |
第七章 |
酶电极 |
讲授 |
2 |
|
第十二周 |
第八章 |
电催化作用、选择性渗透、富集分离 |
讲授 |
2 |
|
第十三周 |
第八章 |
离子通道、电位传感器 |
讲授 |
2 |
|
第十四周 |
第九章 |
化学修饰电极在生物传感器中的应用 |
讲授 |
2 |
|
第十五周 |
第十章 |
化学修饰电极的展望 |
讲授 |
2 |
|
第十六周 |
|
文献综述 |
讲授 |
2 |
|
第十七周 |
|
文献综述 |
讲授 |
2 |
|
第十八周 |
|
文献综述 |
讲授 |
2 |
|
学院主管领导审核签字：
年 月 日
