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基于卟啉和碳纳米管的结构与性能特点，它们在电化学修饰电极领域已有较多的应用。目前，有关卟啉修饰电极的报道中主要使用了金属配位卟啉，而涉及无金属配位卟啉修饰电极的则很少，这可能是受无金属配位卟啉的功能基团特点及其在电聚合成膜时面临困难等原因所限。根据对卟啉性质的认识，论文选用无金属配位的5-邻(4-溴戊氧基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(o-BrPETPP)进行修饰研究，并把超声波应用到电聚合成膜过程中，得到了具有较好电催化活性的o-BrPETPP膜修饰电极。同时，为改进修饰膜的性能，也制备了不同的卟啉/多壁碳纳米管(MWNT)复合膜电极，并应用于对多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等生物分子的检测中。而为了认识无金属配位卟啉膜的性质，使用电化学和光谱学方法，对在玻碳电极上形成的卟啉膜也进行了初步表征研究。具体工作及所得到的结果如下：
(1)o-BrPETPP修饰膜电极的制备及应用。结果表明，o-BrPETPP在玻碳电极上电聚合的过程中，溶剂、电位和外界条件都对聚合有影响。聚合反应可以使用稀H2SO4水溶液条件，如将聚合高限电位控制在低于2V时，不能在裸玻碳电极表面上得到o-BrPETPP聚合膜；当高限电位增加到2V时，反映聚合反应的循环伏安峰电流随着扫描次数的增加而逐步增加，而当聚合高限电位大于2.2V则聚合速度加快。为了提高所得到聚合膜的稳定性和反应性质，研究了在超声波环境条件下来电聚合修饰膜。相对于常规条件下可得到有大量气孔的膜，采用超声波条件下，电聚合o-BrPETPP如在超声波环境中进行，则可改变电极表面形成的o-BrPETPP膜的微孔结构，最终可在玻碳电极表面形成致密并有更好导电性和稳定性的聚合物膜。所得到的o-BrPETPP膜修饰电极对DA、AA和UA具有较高的选择性和灵敏性，认为这主要是由于o-BrPETPP膜表面含有许多亲水的高度共轭的∏键，增加了反应物分子在膜表面的吸附和电子在膜中的传递。对DA在o-BrPETPP膜上反应研究表明，电极反应是准可逆两电子反应，DA的检出限达到6.0x10-8 mol L-1(S/N=3)，反应速率常数k=0.0703cm s-1，传递系数α=0.709；控制步骤反应电子数，n4=0.952，有效扩散系数Do=3.54x10-5 cm2s-1。
(2)MWNT修饰电极及卟啉/多壁碳纳米管(MWNT)复合膜修饰电极的制备和性能。与裸玻碳电极相比， MWNT修饰电极对：DA、AA和UA同时具有很高的选择性和灵敏度，认为这主要由于MWNT经氧化处理后表面存在大量的-COOH、C=O、-OH基团，能够提供了较多的反应位点并表现出高电催化活性。DA在MWNT修饰电极表面上氧化反应的速率常数k=8.14×10-2cm s-1，传递系数α=0.560；控制步骤的反应电子数na=1.07，有效扩散系数Do=1.4054×10-5cm2 s-1，检出限为8.0×10-8mol L-1。同时，使用MWNT修饰电极对AA的检测表明，AA的电极氧化反应受表面过程控制，属于不可逆随后催化反应。对UA的检测反应则表明，其电极氧化过程中有质子参加，并且在电极反应过程中参与反应的质子数与电子数相等。
在MWNT修饰电极上电聚合o-BrPETPP得到复合膜修饰电极，然后应用于对DA的检测。结果过程中的速率常数k=7.14×10-2cm s-1，传递系数α=0.647；控制步骤的反应电子数na=1.01，有效扩散系数Do=3.54x10-5cm2 s-1，表面覆盖率为ΓR=7.221×10-9mol cm-2。如将MWNT和o-BrPETPP一起电聚合到玻碳电极上来制备复合膜修饰电极，则DA检测过程中的速率常数k=0.114cm s-1，传递系数α=0.617；控制步骤的反应电子数，na=0.963，表面覆盖率为ΓR=5.19x10-9mol cm-2。尽管o-BrPETPP膜电极与MWNT修饰电极表现出相似的检测灵敏度，但实验证明了无金属配位卟啉的电聚合能力和电催化性能，而卟啉/MWNT复合电极可表现出更高的反应灵敏度。
(3)o-BrPETPP膜电极的表面性质表征。根据卟啉膜电极在不同pH值缓冲溶液中所表现出的循环伏安特性可知，膜电极的反应活性与溶液的酸碱性有很大关系，其中酸性介质有利于o-BrPETPP自身的氧化还原。使用Raman光谱对膜形成反应的初步测试结果表明，o-BrPETPP能电聚合到玻碳电极(GCE)电极表面可能是由于电聚合过程在-1.1-2.2V这个很宽的电位窗范围内进行的过程中，玻碳电极表面被氧化形成羧基，能够与o-BrPETPP的N原子相结合，形成的N=C，因此能够在玻碳电极表面上聚合。