[發明專利]用于檢測鉛離子的嵌段共聚物修飾電極及制備方法

在審

• 申請號: 201710948075.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107843637A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 孫越;李娟;張家萌;劉雨桐;趙夢元
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;C08F293/00
• 代理公司: 大連非凡專利事務所21220
• 代理人: 閃紅霞

技術領域

本發明涉及一種可用于檢測鉛離子的修飾電極及制備方法，尤其是一種可見光引發、無需過渡金屬催化劑的ATRP制備的用于檢測鉛離子的嵌段共聚物修飾電極及制備方法。

背景技術

鉛是一種廣泛存在且不可降解的重金屬污染物，很多途徑可造成鉛含量超標，給人類造成很多危害，因此檢測溶液中鉛離子含量非常重要。

以往檢測鉛離子的方法主要有分光光度法、原子吸收光譜法、色譜法、電感耦合等離子質譜法等，雖然已有方法對鉛離子的含量測定靈敏度高，結果也比較準確，但是需要昂貴的儀器、復雜的樣品制備過程，而且需要熟練的操作人員，不適合于現場實時檢測。近年來，化學修飾電極在重金屬離子檢測方面得到了較大的應用，各種化學修飾電極被廣泛報道，其中聚合物修飾電極因其穩定性好、檢測位點多、制備方法簡便而受到較大關注。在各種結構的聚合物中，嵌段共聚物是將兩種或兩種以上性質不同的聚合物鏈段連在一起制備而成的一種特殊聚合物，它具有獨特的微觀分相行為，在聚合物共混增溶、表面活性劑、粘合劑、涂料等領域，具有廣泛的應用。

嵌段共聚物的制備方法有多種，原子轉移自由基聚合（ATRP）是最為有效的手段之一。它以有機鹵化物為引發劑，過渡金屬絡合物為鹵原子載體，通過氧化還原反應，在活性種與休眠種之間建立動態平衡，可以實現對聚合反應的控制。包括對聚合物的分子量、分子量分布、分子結構與組成等進行很好的設計，因此是高分子研究領域中最富有意義且具有挑戰性的研究工作之一。但是，常規ATRP具有一些缺點，比如低價態過渡金屬對空氣比較敏感，脫除催化劑等后處理工藝復雜。

發明內容

本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種可見光引發、無需過渡金屬催化劑的ATRP制備的用于檢測鉛離子的嵌段共聚物修飾電極及制備方法。

本發明的技術解決方案是：一種用于檢測鉛離子的嵌段共聚物修飾電極，其特征在于是在含溴化合物修飾電極上再以嵌段共聚物修飾，所述嵌段共聚物的結構如下：

。

一種上述用于檢測鉛離子的嵌段共聚物修飾電極的制備方法，其特征在于依次按照如下步驟進行：

a. 取含溴化合物溶解于乙醇中配成溶液，將金電極置于溶液中，室溫下自組裝24 h，得到含溴化合物修飾電極；

b. 將含溴化合物修飾電極放入由甲基丙烯酰胺單體或丙烯酰胺單體、三乙胺和熒光素組成的溶液中，抽真空，LED燈光照1~10 h，得到聚合物修飾電極；所述甲基丙烯酰胺單體或丙烯酰胺單體、三乙胺和熒光素的用量比為0.1~0.9 mol：12.5~125ml：0.5×10^-4~4×10^-4 mol；

c. 再將得到的聚合物修飾電極放入由甲基丙烯酸單體或丙烯酸單體、三乙胺和熒光素組成的溶液中，抽真空，LED燈光照1~10 h，得到嵌段共聚物修飾電極；所述甲基丙烯酸單體或丙烯酸單體、三乙胺和熒光素的用量比為0.1~0.9 mol：12.5~125ml：0.5×10^-4~4×10^-4 mol。

本發明利用可見光引發的ATRP反應制備嵌段共聚物修飾電極，操作簡便，所需儀器設備簡單，無需另外添加過渡金屬作為催化劑，解決了現有ATRP技術所存在的低價態金屬催化劑對環境造成的污染、在嵌段共聚物中的殘留等問題。本發明所制備的嵌段共聚物修飾電極具有較好的識別性，可利用電化學方法對鉛離子實現較好的檢測。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的不同電極在含有0.1mmol/L的[Fe(CN)₆]^3-/4-的磷酸鹽緩沖液中的循環伏安圖。

圖2是本發明實施例1的聚丙烯酰胺-b-聚甲基丙烯酸嵌段共聚物修飾電極（A）以及檢測鉛離子后電極的表面形貌（B）。

圖3是本發明實施例1的嵌段共聚物修飾電極對鉛離子檢測的差分脈沖陽極溶出伏安圖（A）和工作曲線（B）。

圖4為本發明實施例1的嵌段共聚物修飾電極對鉛離子檢測的選擇性示意圖。

具體實施方式

實施例1：

按照以下步驟進行：

a. 按照現有技術的方法，取一定量含溴化合物固體溶解于乙醇中配成溶液，將干凈的金電極置于溶液中，室溫下自組裝24 h，得到含溴化合物修飾電極；