[發明專利]一種基于含釩雜多酸-Pt@Pd/PB的過氧化氫電化學傳感器用工作電極

有效

• 申請號: 201611086229.7
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106770545B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 馬慧媛;朱迪;龐海軍;譚立超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種基于含釩雜多酸?Pt@Pd/PB的過氧化氫電化學傳感器用工作電極。本發明屬于電化學傳感器技術領域，具體涉及一種基于含釩雜多酸?Pt@Pd/PB的電化學傳感器用工作電極。本發明目的是為了解決目前用來檢測過氧化氫的無酶傳感器線性范圍窄、檢測限高以及響應時間慢的問題。產品：由ITO電極和ITO電極外包裹的[PEI/PB/PEI/PW₉V₃?Pt@Pd]_n修飾膜構成，每四層一個循環，循環n次，其中n＝1～6；以此工作電極構建的電化學傳感器對過氧化氫具有良好的檢測性能。它的線性檢測范圍是4.0×10^?7M～2.65×10^?3M，檢測限為1.0×10^?7M，響應時間小于1.0s。

技術領域

本發明屬于電化學傳感器技術領域，具體涉及一種基于含釩雜多酸-Pt@Pd/PB的電化學傳感器用工作電極。

背景技術

過氧化氫(H₂O₂)是工業生產中的重要副產物，同時它又是人體一些新陳代謝反應的氧化產物。H₂O₂的濃度與人類的健康有著密不可分的關系，因此對H₂O₂含量的快速準確檢測在食品、制藥、生物和環境分析中具有非常重要的意義。目前用于檢測過氧化氫的方法很多，如滴定法、分光光度法以及電化學方法等。其中電化學方法，特別是酶電化學傳感器，由于其方法簡單、靈敏度高等特點而被廣泛應用于過氧化氫的測定。然而在酶電化學傳感器的研制中，由于酶容易受外界各種因素(如溫度、濕度、酸堿度等)影響而失活，從而產生較差的穩定性和再生性，因而其應用受到很大的限制。而目前發展的無酶電化學傳感器往往又存在線性范圍窄，檢測限低，響應時間慢等問題。因此，為了盡可能的減小或消除這些不足，制備性能優異的無酶電化學傳感器來實現對過氧化氫的直接電催化受到了廣大研究者們的青睞。

多金屬氧酸鹽(polyoxometalates，簡稱多酸，簡寫為POMs)因為其優良的電化學性質，使其在催化領域受到了越來越多的關注。其優良的電化學性質主要體現在多酸具有高質子酸性、低溫高活性、較好的質子遷移能力以及可以在溫和條件下不分解且進行快速逐步的可逆多步電子轉移的氧化還原反應。同時，通過改變多酸的組成和結構，多酸的電化學性質也將發生很多的變化，其中經釩原子取代的多酸因其優異的電化學性能和較好的熱穩定性更是使其成為研究熱點。

普魯士藍(PB)對H₂O₂的測定具有高靈敏度和強抗干擾性能，因而受到人們的青睞，被稱為“人工過氧化物酶”。由于普魯士藍具有比較好的電化學可逆性，可以作為電子轉移以及傳遞的“中轉站”，能夠提供鐵離子進行氧化還原反應，同時還可以降低氧化還原物質的過電位，使得它對H₂O₂的還原速率要遠大于電化學反應中經常用到的其他物質，因此它常被用來檢測H₂O₂以及在反應過程中能產生H₂O₂的物質。

近年來，雙金屬合金納米粒子因為金屬間的協同作用而能顯著提高電催化活性受到了廣泛的關注，它們在催化和電催化領域得到了廣泛的應用。其中Pt納米粒子被認為是一種非常有效的且應用十分廣泛的催化劑，如利用鉑納米粒子分解H₂O₂產出O₂。但是納米粒子造價昂貴，這使得它的應用受到了極大地限制，而Pd作為一種新興金屬的催化劑，擁有不輸于鉑的催化活性，但其價格要比鉑便宜很多。此外，在結構方面，鈀作為鉑族元素的一員，其晶格常數和晶型結構與鉑非常類似，這使得在結構中鉑和鈀會相互吸引，緊密結合。此外，鉑的d帶的空位更有利縮短鉑鈀內部原子之間的距離，使得鉑-鈀合金納米粒子被認為是最佳的鉑納米粒子的替代品。

發明內容

本發明目的是為了解決目前用來檢測過氧化氫的無酶傳感器線性范圍窄、檢測限高以及響應時間慢的問題，而提供一種基于含釩雜多酸-Pt@Pd/PB的電化學傳感器用工作電極。