[發(fā)明專利]一種用于檢測銅離子的電化學(xué)電極及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710445846.X
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107102048A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾瑋;王天琪
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333;G01N27/30
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務(wù)所(普通合伙)34131
• 代理人: 孫永剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測銅離子的電化學(xué)電極及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

銅離子是生物體內(nèi)一種必需微量元素，在許多生理過程中都發(fā)揮著重要的作用。但是體內(nèi)過量的銅離子會導(dǎo)致老年癡呆、帕金森病、威爾遜病和阮病毒病。隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域含銅污染物的大量排放，銅已成為一種重要的環(huán)境污染物。因此，設(shè)計和開發(fā)靈敏度高、選擇性好的方法，對生物樣品和水溶液中銅離子的快速檢測具有重要的實際意義。

到目前為止，銅離子的測定方法有比色法、熒光光譜法、原子吸收光譜法、離子色譜法等。這些檢測方法雖然精密度和準(zhǔn)確度較高，但檢測儀器昂貴，對實驗室和儀器化程度要求高,并且操作費(fèi)時,分析成本昂貴,不利于推廣使用,難以適應(yīng)大量樣本和現(xiàn)場檢測的要求。電化學(xué)分析方法及技術(shù)以操作方便快捷，成本低廉，檢測體系簡單的優(yōu)勢，在銅離子檢測中獲得研究者廣泛的重視。

文獻(xiàn)《SnO₂/Reduced Graphene Oxide Nanocomposite for the Simultaneou Electrochemical Detection of Cadmium(II),Lead(II),Copper(II),and Mercury(II):An Interesting Favorable Mutual Interference》公開了一種用于同時檢測多種重金屬離子的電化學(xué)電極及其制備方法，利用SnO₂/RGO作為活性添加劑對導(dǎo)電基底材料進(jìn)行修飾，以提高電極活性，但該方法中，電極所用材料導(dǎo)電性較差，對痕量銅離子檢測時，檢測信號較弱，檢測精度較低。

申請?zhí)?01410298881.X的中國專利公開了一種輕丙基纖維素/碳納米管/石墨烯修飾電極的制備及應(yīng)用。輕丙基纖維素能有效改善碳納米管的分散性，增加了有效的反應(yīng)位點(diǎn)，提高了有效的比表面積，碳納米管作為活性材料可提高電極的選擇性，但該方法中，電極所用材料活性較弱，對痕量銅離子檢測時，檢測信號較弱，檢測精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于檢測銅離子的電化學(xué)電極及其制備方法與應(yīng)用。由五水合四氯化錫反應(yīng)制得的SnO₂作為活性材料，RGO、RGO/活性炭混合物作為活性添加劑，可提高電極的選擇性。碳黑、碳納米管作為導(dǎo)電添加劑，其高導(dǎo)電率可起到信號放大的作用,檢測痕量銅離子時，顯著增強(qiáng)了檢測信號強(qiáng)度，且顯著提高了檢測精度，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明公開了一種用于檢測銅離子的電化學(xué)電極，其特征在于，包括作為導(dǎo)電基底材料的玻碳電極或碳糊電極以及固載在電極上的修飾材料，所述玻碳電極經(jīng)過拋光處理，所述碳糊電極填充有碳糊并經(jīng)過打磨處理。

本發(fā)明上述的的用于檢測銅離子的電化學(xué)電極的制備方法，包括對玻碳電極進(jìn)行拋光處理；制備碳糊電極；制備修飾材料并將修飾材料固載在導(dǎo)電基底材料上。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述玻碳電極的拋光處理方法為：

(1)用濕潤的鏡頭紙輕輕擦拭電極表面，去除污物，確保電極表面光滑；

(2)在拋光布上依次用0.3μm和0.05μm的氧化鋁拋光粉將電極拋光成“鏡面”，用去離子水沖洗電極表面，將電極分別浸入無水乙醇、去離子水中超聲清洗2～3min，室溫下自然干燥。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述碳糊電極的制備方法為：

(1)將石墨粉與液體石蠟按質(zhì)量比為7：3的比例混合研磨均勻，所得混合物填充至潔凈的碳糊電極套管中壓實；

(2)將碳糊電極在砂紙上打磨至電極表面光潔平整。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述修飾材料固載在導(dǎo)電基底材料上的方法為：

(1)取活性添加劑前驅(qū)物、導(dǎo)電添加劑前驅(qū)物放入去離子水中，超聲處理；

(2)將活性材料前驅(qū)物溶解于去離子水中制得四氯化錫溶液，滴加步驟(1)中所制得的溶液后將溶液置于磁力攪拌器中攪動。

(3)將步驟(2)制得的溶液離心后棄上清液，加熱獲得修飾材料；

(4)向制得的修飾材料中滴加無水乙醇，超聲處理，修飾材料完全溶解后，將混合液滴涂至導(dǎo)電基底材料表面，室溫干燥。

上述任一方案優(yōu)選的是，所述步驟(2)中的活性材料前驅(qū)物至少包含五水合四氯化錫；步驟(1)中的活性添加劑前驅(qū)物包含氧化石墨烯和/或活性炭中的至少一種，導(dǎo)電添加劑前驅(qū)物包含碳黑和/或碳納米管中的至少一種。