[發明專利]一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201510807449.3
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105466988A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 范云場;繆娟;戶桂濤;張社利;張磊
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333
• 代理公司: 鄭州先風專利代理有限公司 41127
• 代理人: 黃偉

技術領域

本發明涉及銅含量檢測技術領域，具體涉及一種基于氨基功能化離子液 體-碳納米管的銅離子選擇電極的制備方法。

背景技術

銅是人體內必需的8種微量元素之一，它是人體骨骼生長和結締組織形 成的重要元素，是人體內多種酶的組成成分，而且鐵的吸收和利用也受銅的 影響。雖然銅對人體很重要，但人體對銅的需求量和中毒量十分接近。和其 他重金屬一樣，銅在人體內的過量堆積，可對人體的肝臟和神經系統造成嚴 重的損害。因此，研究食品中銅含量的分析方法有十分重要的意義。目前測 量銅含量的主要方法有原子吸收光譜法和分光光度法。該方法雖精確度較好， 但卻成本高，樣品預處理復雜，而離子選擇性電極因其容易制備、非破壞性 分析、選擇性好、線性范圍寬、響應快、抗干擾穩定、成本低以及可在線使 用等優點而得到廣泛應用。

目前已經報道了多種銅離子選擇性電極，所用電極敏感材料有鈉型蒙脫 石、開鏈酰胺、氧化三辛基膦、四苯硼酸鹽、二硫代二正辛基磷酸、冠醚、 1,10-鄰菲羅啉、二硫代胺基甲酸鹽等。上述銅離子選擇電極各有優缺點，但 多數在響應時間、靈敏度方面不盡如人意。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選 擇電極，該選擇電極導電性、靈敏度和選擇性都得到了很大提高，檢測所需 時間更短、精度更高。

本發明的目的還在于提供一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離 子選擇電極的制備方法，該方法簡單、便捷、適于工業化生產。

為了實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極，包括玻璃管、 玻璃管內填充物以及玻璃管內插裝的銅絲，所述填充物按重量比例由以下原 料組成：氨基功能化離子液體：固態離子液體：羧基化的碳納米管為 10-40:10-40:1-3。

所述氨基功能化離子液體為1-丁基-3-(2-乙胺基)咪唑雙三氟甲烷磺酰 亞胺。

所述固態離子液體為四丁基鏻雙三氟甲烷磺酰亞胺。

上述的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極的制備方 法，包括電極填充液的制備和電極的制備，所述電極填充液的制備方法為： 將氨基功能化離子液體、固態離子液體、羧基化的碳納米管按所述比例混合 后，70-75℃然后加入無水乙醇混合均勻，然后除去無水乙醇，即得所述電極 填充液。

所述除去無水乙醇為加熱至70-75℃以除去無水乙醇。

所述電極的制備方法為：將銅絲插入玻璃管內，并進行固定，使銅絲一 端與玻璃管平齊，另一端伸出玻璃管，然后將所述電極填充液填入玻璃管中。

所述銅絲長度為4.5cm，所述玻璃管長度3cm，內徑為2mm，所述電極 填充液重量為0.016-0.018g。

所述氨基功能化離子液體為1-丁基-3-(2-乙胺基)咪唑雙三氟甲烷磺酰 亞胺。

所述固態離子液體為四丁基鏻雙三氟甲烷磺酰亞胺。

本發明所提供的銅離子選擇電極，使用前將電極在1.0×10^-5mol/LCu²⁺的 標準溶液中浸泡活化處理3小時，并用蒸餾水清洗到純水電位。

本發明采用氨基功能化離子液體作為銅離子響應物質，并以碳納米管作 為導電材料，實現對銅離子的選擇性檢測，同時采用固態離子液體代替傳統 離子選擇性電極中用作粘合劑的石蠟以提高導電性。碳納米管具有比表面積 大、水熱穩定性好、表面基團可功能化、吸附容量高等特性，為其功能化組 裝成離子選擇性電極，制備性能良好的電化學傳感器提供了有利條件。它能 夠促進金屬離子在電極表面的富集，加速電活性物質在孔道內的遷移和電子 的傳遞，提高電極的靈敏度。離子液體導電性能優異，同時氨基作為配體， 易與銅離子形成穩定的銅氨配合物，從而對銅離子進行檢測。

本發明提供的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極，其 導電性、靈敏度和選擇性得到了很大提高，檢測速度更快，精度更高，能夠 快速準確地測量銅離子的濃度，所需時間僅需數秒鐘，線性范圍：10^-10-10^-5mol/L，檢測限：1.07×10^-11mol/L，能很好地滿足實際的應用需要。