[發(fā)明專利]基于石墨烯-殼聚糖修飾電極測(cè)定環(huán)境水樣中苯酚的電化學(xué)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310569210.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN103630591A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周元斌;楊維本;唐榮桂;楊小弟;楚恩國;張友明;周文姝;王川偉;張敏;薛松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省洪澤湖水利工程管理處
• 主分類號(hào): G01N27/30
• 分類號(hào): G01N27/30
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境水樣中揮發(fā)酚的測(cè)定，特別是一種直接測(cè)定苯酚的電化學(xué)方法，具體涉及基于石墨烯-殼聚糖修飾電極測(cè)定環(huán)境水樣中苯酚含量的電化學(xué)方法，屬于環(huán)境電分析技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

苯酚是一種重要的苯系中間體，是生產(chǎn)酚醛樹脂、殺菌劑、防腐劑以及藥物的重要原料。然而，在相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，苯酚也被排放到環(huán)境中，不僅危害了環(huán)境，也嚴(yán)重威脅著人類的健康。苯酚容易揮發(fā)到空氣中，而空氣中的苯酚又可以通過降雨、降雪等方式進(jìn)入河流和土壤，對(duì)土壤、水體水質(zhì)、農(nóng)作物的生長以及水中生物的生長與繁殖造成不可估量的影響。環(huán)境中微量苯酚會(huì)通過皮膚、粘膜、呼吸道和口腔等多種途徑進(jìn)入人體，對(duì)人體的肝臟、呼吸道和腸道有嚴(yán)重危害，特別是具有潛在的致癌、致畸和致突變性，嚴(yán)重威脅著人類的生存健康。

目前檢測(cè)環(huán)境水樣中苯酚的方法主要有：分光光度法、高效液相色譜法、氣相色譜法、化學(xué)發(fā)光法、熒光分析法等。這些方法雖然具有檢測(cè)限低、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，但是因其需大型儀器設(shè)備、復(fù)雜的樣品前處理過程，并且檢測(cè)過程繁瑣，大大限制了其實(shí)用性，特別是復(fù)雜的樣品前處理過程，不利于實(shí)現(xiàn)苯酚的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且在環(huán)境樣品分析中，經(jīng)常由于色譜柱被污染而造成其壽命縮短。

電化學(xué)方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、攜帶方便、操作快速簡(jiǎn)捷、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，并且不需要進(jìn)行復(fù)雜的前期處理分離，可直接用于溶液中化合物的測(cè)定，因此近年來發(fā)展十分迅速。關(guān)于電化學(xué)測(cè)定苯酚已有報(bào)道，但尚未見有文獻(xiàn)報(bào)道將石墨烯用于苯酚的檢測(cè)中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種基于石墨烯-殼聚糖修飾電極測(cè)定環(huán)境水樣中苯酚含量的電化學(xué)方法，采用原位還原法制備石墨烯-殼聚糖修飾玻碳電極，根據(jù)苯酚在該電極上的電化學(xué)行為建立苯酚檢測(cè)新方法，快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的檢測(cè)環(huán)境水樣中苯酚含量。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：采用石墨烯-殼聚糖修飾玻碳電極作為工作電極，利用循環(huán)伏安法和差示脈沖伏安法檢測(cè)環(huán)境水樣中苯酚含量；具體包括以下步驟：

步驟一：氧化石墨烯制備氧化石墨烯溶液，將氧化石墨烯溶液與殼聚糖按一定體積比進(jìn)行混合，超聲形成均勻穩(wěn)定的氧化石墨烯-殼聚糖溶液；

步驟二：取步驟一得到的氧化石墨烯-殼聚糖溶液5?μL滴于潔凈的玻碳電極表面，自然晾干，得氧化石墨烯-殼聚糖修飾電極；

步驟三：將步驟二得到的氧化石墨烯-殼聚糖修飾電極浸于質(zhì)量濃度50%水合肼溶液中于60℃-70℃恒溫水浴加熱8小時(shí)制得石墨烯-殼聚糖修飾電極；

步驟四：將步驟三制得的石墨烯-殼聚糖修飾電極作為工作電極，與作為參比電極的飽和甘汞電極以及作為對(duì)電極的鉑絲電極組成三電極系統(tǒng)，在CHI660B電化學(xué)工作站上完成苯酚電化學(xué)測(cè)定。

上述步驟一中，所述氧化石墨烯-殼聚糖溶液的制備包括以下步驟：

（a1）稱取10?mg?氧化石墨烯在10?mL?水中超聲溶解，制得1?mg/?mL?氧化石墨烯溶液；

（a2?）將步驟a1得到的氧化石墨烯溶液與質(zhì)量濃度0.5％的殼聚糖按4：1的體積比混合超聲，得到穩(wěn)定的氧化石墨烯-殼聚糖溶液。

上述步驟四中，所述電化學(xué)測(cè)定的方法是：在CHI660B電化學(xué)工作站中所用的緩沖溶液為磷酸鹽緩沖液PBS，每次測(cè)定之前將磷酸鹽緩沖液PBS通氮?dú)?15?min，然后在0.3V~0.9?V掃描區(qū)間內(nèi)恒電位攪拌富集300s，最后循環(huán)伏安法和示差脈沖伏安法測(cè)定；其中，磷酸鹽緩沖液由?0.10?mol/L?磷酸一氫鈉和?0.10?mol/L?磷酸二氫鈉按62：38體積比混合配制，并由磷酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)至pH=7.0。

其中，每次掃描結(jié)束后，將石墨烯-殼聚糖修飾電極置于pH=7.0的0.10?mol/L的磷酸鹽緩沖液中，用循環(huán)伏安法掃描至苯酚的電化學(xué)響應(yīng)消失，恢復(fù)電極活性，恢復(fù)活性后的石墨烯-殼聚糖修飾電極室溫下保存待用。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明利用化學(xué)還原法制得納米級(jí)片層結(jié)構(gòu)的石墨烯-殼聚糖修飾電極，選取石墨烯-殼聚糖修飾電極作為工作電極，與作為參比電極的飽和甘汞電極及作為對(duì)電極的鉑絲電極組成三電極系統(tǒng)，對(duì)苯酚進(jìn)行電化學(xué)測(cè)定，該三電極系統(tǒng)對(duì)苯酚具有高的催化活性，檢測(cè)的靈敏度高，氧化反應(yīng)的過電位低，選擇性好，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際環(huán)境水樣中苯酚的快速測(cè)定，是一種靈敏簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的檢測(cè)方法，工藝簡(jiǎn)單，原理可靠，環(huán)境友好。

附圖說明

圖1(A)?為實(shí)施例1制得的石墨烯-殼聚糖修飾電極透射電鏡照片；(B)?為實(shí)施例1制得的氧化石墨烯-殼聚糖修飾電極透射電鏡照片。