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超微电极(Ultramicroelectrodes，UMEs)是上世纪70年代末、80年代初由Wightman和Fleischmann等首先独立提出并引入到电分析化学领域。它的出现给电分析化学学科带来了革命性的变化。由于小尺寸的优势，超微电极能够检测微小环境下的电化学活性物质;能够在没有或含有很少支持电解质的溶液中进行检测;能够在稳态下进行电化学动力学参数的研究。更小尺寸的超微电极，也就是纳米电极(尺度在1-100 nm)，不仅将上述优点表现得更加突出，更将电分析化学的研究在时间与空间上进行了极大地扩展，使许多原来无法进行的研究成为可能。超微电极只能对细胞周边环境进行检测。而纳米电极可以直接插入到细胞里面，对细胞内的物质进行检测。除此之外，纳米电极能够研究单纳米粒子催化及极少量酶催化的过程。纳米电极对于世界范围内的电分析化学家是梦寐以求的研究工具，但是如何很好、很快的获得它，仍然是具有挑战性的工作。目前制备纳米电极的方法主要包括:包封-刻蚀法，激光拉制法和碳沉积法。它们各有优势，同样存在各自的问题。 本文基于液/液界面反应和热还原反应，发展了通用、快速、高成功率制备金属纳米电极的新方法，并对所制备的电极进行了表征和应用研究。主要研究结果如下: (1)以石英纳米管为支撑，通过液/液界面反应的方法，现场生成纳米粒子，并将纳米粒子堆积在纳米管中，成功制备出从几个纳米到几百个纳米的银电极。通过电化学方法及扫描电子显微镜对制备的电极进行表征，结果表明该方法制备出的电极电化学性能良好、稳定性好及重现性高。此方法同样可制备纳米金、铂等电极。工作中系统研究了界面反应的驱动力、水相和有机相中反应物的浓度比、石英玻璃管内外壁的性质和大小，以及超声处理对纳米粒子生长和纳米电极制备的影响。制备出的电极被应用到多个体系的研究，1）扫描电化学显微镜(SECM)探头进行成像研究;2）催化双氧水分解;3）在少支持电解质的高阻抗溶液中进行了电化学实验;4）以半径约为10nm的纳米银电极作为SECM探头，成功探测了水/硝基苯界面的厚度，测定值0.8±0.1 nm(n=5)与之前的实验结果及理论和光谱方法所得结果一致。 (2)通过聚乙烯亚胺(PEI)热还原氯金酸的方法，成功将单个金纳米粒子固定在石英纳米管管口，制备出单纳米粒子电极。采用PEI对石英管内壁进行改性，使其在实验条件下带上大量正电荷;正电荷很好地吸附氯金酸根负离子，同时PEI分子中的氨基和金原子之间有较强的配位作用，这些作用力确保了将单个纳米粒子固定在纳米管的尖端;通过控制纳米管的尺寸和优化实验条件，可以制备不同尺寸的电极。