[發明專利]一種亞硝酸鹽電化學傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201510046069.2
• 申請日: 2015-01-25
• 公開（公告）號: CN104634848A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 郭希山;簡錦明;周晨楠;徐赟進
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;C25D9/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 葉志堅

技術領域

本發明屬于電化學技術領域，尤其涉及一種亞硝酸鹽電化學傳感器及其制備方法。

背景技術

亞硝酸鹽作為環境污染物廣泛地存在于自然界中，尤其是在地表水和地下水中以及動植物體內與食品內。亞硝酸鹽含量積累到一定濃度時，會對人體和動物產生危害作用，如亞硝酸鹽能將人體中血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，而高鐵血紅蛋白不能夠輸送氧氣到全身；再如養殖水體中亞硝酸鹽濃度超過0.1mg/L后，會造成水生動物攝食量降低、自身免疫力下降，進而容易感染病原而暴發疾病。

因此對于亞硝酸鹽的快速檢測就顯得尤為重要，傳統的亞硝酸鹽測定方法主要包括分光光度法、熒光法和色譜法等。這些方法往往存在操作繁瑣、費時耗力、使用儀器復雜等缺點。近年來，電化學傳感器作為一種快速、廉價、靈敏的檢測技術得到了廣泛的關注。其中絲網印刷電極因其具有與碳糊電極相類似的電化學性質，還兼具其他固態電極(如玻碳電極等)的優點，同時可避免固態電極長期測量易發生電極表面毒化及成本高昂等弊端，是一種很有產業化前景的電化學傳感器電極，例如用來制備測量糖尿病人血糖濃度的絲網印刷電極傳感器。

但是目前市場上尚無亞硝酸鹽檢測傳感器產品，開發一款檢測快速、價格低廉、性能靈敏的亞硝酸鹽傳感器以解決傳統亞硝酸鹽檢測技術的不足成為當務之急。

發明內容

本發明的目的是提供一種亞硝酸鹽電化學傳感器及其制備方法，以解決傳統亞硝酸鹽檢測技術操作繁瑣、費時耗力、使用儀器復雜等問題，以及使用固態電極如玻碳電極進行長時間測量產生的電極表面毒化、成本高昂等弊端。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種亞硝酸鹽電化學傳感器，用于檢測待測溶液中的亞硝酸鹽的濃度，所述亞硝酸鹽電化學傳感器包括基片，在所述基片上采用絲網印刷工藝印制有輔助電極、工作電極、參比電極，以及各電極的引線和接線柱，所述輔助電極、工作電極采用碳漿印刷，所述參比電極、引線和接線柱采用銀/氯化銀漿印刷，在印制了電極的基片上層表面，除輔助電極、工作電極、參比電極和接線柱之外印制油墨絕緣層，所述工作電極表面上還通過電化學還原氧化石墨烯方法沉積有還原性氧化石墨烯，并在還原性氧化石墨烯上面滴涂一層Nafion。

所述工作電極表面上沉積的還原性氧化石墨烯，所采用的電化學還原氧化石墨烯方法為循環伏安法，取70～90μL含1mg/mL氧化石墨烯的磷酸鹽混合液進行循環伏安掃描，掃描電壓為-1.4～0V，掃速10～100mV/s，掃描5～15圈。

本發明還提出了一種亞硝酸鹽電化學傳感器制備方法，用于制備如權利要求1所述的亞硝酸鹽電化學傳感器，包括步驟：

采用絲網印刷工藝，在基片上印制引線、接線柱和參比電極；在基片上印制工作電極和輔助電極；在印制了電極的基片上層表面，除輔助電極、工作電極、參比電極和接線柱之外印制油墨絕緣層；

在工作電極表面上通過電化學還原氧化石墨烯方法沉積還原性氧化石墨烯；

在還原性氧化石墨烯上面滴涂一層Nafion。

進一步地，其特征在于，所述引線、接線柱和參比電極采用銀/氯化銀漿在基片上印制，所述工作電極和輔助電極采用碳漿在基片上印制。

其中，所述電化學還原氧化石墨烯方法，包括步驟：

稱取一定量的氧化石墨烯，加至0.05M濃度的Na₂HPO₄/NaH₂P0₄緩沖液，形成1mg/mL氧化石墨烯的磷酸鹽混合液；

再將混合液超聲處理25～40分鐘，獲得穩定均一的溶液；

然后用移液器移取70～90μL含1mg/mL氧化石墨烯的磷酸鹽混合液進行循環伏安掃描，掃描電壓為-1.4～0V，掃速10～100mV/s，掃描5～10圈。

進一步地，所述在還原性氧化石墨烯上面滴涂一層Nafion，包括步驟：

將10％質量濃度的Nafion溶液用無水乙醇稀釋至1～5％，取2～6μLNafion溶液均勻滴涂在絲網印刷工作電極還原性氧化石墨烯上面，室溫下自然晾干。

進一步地，在基片上印制引線、接線柱和參比電極、在基片上印制工作電極和輔助電極、在印制了電極的基片上層表面印制油墨絕緣層、在工作電極表面上沉積還原性氧化石墨烯的步驟之后，還包括步驟：

分別進行固化處理，所采用的固化方式為常溫固化、加熱固化或紫外光照射。