[發明專利]功能化介孔材料修飾電極及測定氨基酚同分異構體的方法

無效

• 申請號: 201010280965.2
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN101949881A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 周長利;張鑫;段爍;徐曉萌;徐帥;方海莉
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/48
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 宋玉霞

技術領域

本發明涉及化學同分異構體分析測定技術領域，特別是涉及一種利用介孔材料功能化修飾電極以及用其同時測定氨基酚三種同分異構體的方法。

背景技術

氨基酚（AP）是一種重要的化工中間體,?廣泛用于染料、印刷、醫藥、生物等領域。由于其對人體有毒副作用并污染環境,?因此對其含量的監測有一定實際意義。鄰-氨基酚（o-AP），間-氨基酚（m-AP）和對-氨基酚（p-AP）是在環境中常見的共存的同分異構體,?三者的化學和物理性質相似,?一般的測定方法很難區分三者。目前，對異構體的測定多采用氣相色譜法、高效液相色譜法、動力學光度法、石英微天平法等。這些方法一般需要對樣品進行前處理，操作繁瑣費時，需要配套設備較多，難以實現現場應急監測和在線分析。近年來，越來越多分析工作者利用化學修飾電極對氨基酚進行測定，但多利用碳納米管聚合物修飾電極對氨基酚異構體進行識別研究。而這種方法所需電極材料合成復雜，碳納米管價格昂貴，電極不易更新和重現性較差，且檢測選擇性和靈敏度不高。因此，亟需建立一種快速方便和高選擇性、高靈敏度的電化學分析法來同時測定氨基酚三種異構體。這在環境監測、化工工業生產、在線質量監控等領域具有重要意義。

介孔氧化硅材料具有排列長程有序的孔道、高的孔隙率、大的比表面和分布窄并在一定范圍內有連續可調的孔徑等特點。硅基介孔材料骨架主要是由無定形SiO₂來組成的，因此，介孔材料表面化學性質與非晶態的硅膠會比較接近，表面存在相當數量硅醇鍵(Si-OH)。介孔材料表面的大量的硅羥基易進行表面功能化。純硅介孔材料的納米孔道內引入有機基團后，在保持純硅介孔材料原有的織構性能同時，又改善了介孔孔道界面疏水性，有利于提高介孔材料的水熱穩定性。材料表面的有機基團改性可使介孔硅表面帶有特定的官能團，從而賦予其特殊的性質，擴大了介孔材料在固載均相催化劑、吸附分離、分子識別、化學傳感等方面的應用范圍。化學修飾電極是在電極表面進行分子設計，將具有優良化學性質的分子、離子、聚合物設計固定在電極表面，使電極具有某種特定的化學和電化學性質。化學修飾電極應用于分析，前景廣闊，無論是無機物、有機物，還是生物樣品的測定，化學修飾電極將發揮越來越大的作用。介孔材料化學修飾電極因有序介孔材料具有較大的比表面積、排列有序的孔徑，能促進電活性物質在孔道內快速的遷移和電子的傳遞，并可以進行選擇性催化。

發明內容

本發明的目的就是針對上述氨基酚同分異構體測定中的缺點而提供一種利用介孔材料功能化修飾電極以及用其同時測定氨基酚三種同分異構體的方法，這種利用介孔材料的功能化制備修飾電極，其電極材料合成簡單方便，電極制作較簡便，材料價格低廉，電極易于更新，重現性好，無毒，不污染環境，并且本測定方法有效減低了共存物質的干擾，選擇性好，靈敏度高。

本發明的技術方案為：一種功能化介孔材料修飾電極，該電極以介孔材料NH₂-SBA15和石墨粉制備電極并用于同時測定氨基酚三種同分異構體。

該種功能化介孔材料修飾電極，其具體制作步驟為，按照5:1的質量比稱取石墨粉和介孔材料NH₂-SBA15于瑪瑙研缽中，邊搖勻邊滴加液體石蠟，待其形成有韌性的較小片狀物，然后裝入直玻璃管中，壓緊，用銅絲纏上黑色膠帶作導線引出，另一端在光滑干凈的稱量紙上拋光，用二次重蒸水洗凈即制得NH₂-SBA15碳糊修飾電極(NH₂-SBA15/CPE)。需更新表面時，將碳糊擠出2～3?mm后在稱量紙上拋光，洗凈。

利用所述的該種功能化介孔材料修飾電極(NH₂-SBA15/CPE)測定氨基酚三種同分異構體的方法，具體步驟為，

①用微量移液器分別將一定量的鄰-氨基酚、間-氨基酚、對-氨基酚溶液準確移入含有含有10mL?Britton-Robinson溶液（pH9.0）的電解池中，以所述電極NH₂-SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑電極為對電極；實驗在CHI842B電化學綜合測試儀上進行，其附屬的計算機軟件供作實驗數據的采集和處理；在-0.2～0.8?V電位范圍內進行差分脈沖掃描，記錄穩定的示差脈沖伏安圖；

②將鄰-氨基酚、間-氨基酚、對-氨基酚的濃度分別固定在2×10^-6mol/L，而變更其中之一的濃度，隨著該濃度的增大，氧化峰電流增加，可得鄰-氨基酚、間-氨基酚、對-氨基酚線性關系曲線；同時按照相關靈敏度的測定原則，測定其三者的檢出限；