[發明專利]一種可用于銅離子測定的柔性電極及其測定方法

有效

• 申請號: 201711070829.9
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107843633B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 孫晶;周文慧;楊海波;申貴雋;馬龍飛;諸華鴻;郎明非
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333;G01N27/48
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

一種可用于銅離子測定的柔性電極及其測定方法。本發明提供一種的目的在于以聚二甲基硅氧烷為柔性基底，用聚乙烯醇與丙三醇混合溶液在柔性基底上修飾親水表層，并利用銀納米線乙醇溶液作為導電層制備出納米銀柔性電極。在此基礎上研究銅離子在該自制納米銀柔性電極上的電化學行為，為銅離子的測定提供一種新的分析方法。本發明利用PDMS良好的柔韌性，并結合銀納米線良好的導電性，制得一種對銅離子具有高靈敏度的電極，然后通過優化Bi³⁺濃度、pH、緩沖溶液種類、富集電位及富集時間等參數，得到對銅離子具有較高的選擇性、較高的靈敏度、且容易操作的電化學分析方法，并把該方法應用于實際樣品測定。

技術領域

本發明涉及電化學分析技術領域，具體涉及一種可用于銅離子測定的柔性電極及其測定方法。

背景技術

銅是人體必需的微量元素，可以促進新陳代謝，但如果攝入量過大，則會引起肝硬化、皮膚病及神經紊亂。長期與銅的化合物接觸或暴露于銅塵中,將引起慢性中毒，進而導致皮炎、咽喉炎、頭昏、食欲減退和頭發變白等癥狀。土壤中的銅元素過量會影響植物的生長，污染生態環境。目前，應用于銅離子測定的光譜分析和質譜分析，雖靈敏度高，特異性好，但儀器龐大，需專業人員操作，不適用于在線檢測；電化學檢測方法因其具有設備小型化，操作簡單，檢測速度快等特點，可將其用于現場測定，在銅離子檢測領域中受到了普遍重視。新型電極作為電化學檢測方法的重要組成元素，正在成為人們的研究熱點。

發明內容

為彌補現有技術不足，本發明提供一種的目的在于以聚二甲基硅氧烷為柔性基底，用聚乙烯醇與丙三醇混合溶液在柔性基底上修飾親水表層，并利用銀納米線乙醇溶液作為導電層制備出納米銀柔性電極。在此基礎上研究銅離子在該自制納米銀柔性電極上的電化學行為，為銅離子的測定提供一種新的分析方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

以銀納米線柔性電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑絲為輔助電極組成三電極系統；將該三電極系統置于銅離子待測液和支持電解質中，在-0.6V的富集電位下，富集600s，于-0.3～0.3V電位范圍記錄濃度為0.001～0.1mg/L范圍內的銅離子待測液的方波溶出伏安曲線，用標準曲線法進行銅離子的定量分析。

具體的操作步驟包括：

(1)在硅片表面旋涂光刻膠，制得到硅片模板；向硅片模板澆注質量比為10:1的PDMS混合溶液，抽凈氣泡、加熱、固化、清洗，得到帶有固定形狀凹槽的PDMS基片；

(2)配制質量百分數為2％PVA與5％Gly的混合水溶液，將制備好的PDMS基片浸泡于PVA和Gly混合溶液中20min，再放入60℃的真空烘箱中干燥；重復浸泡、干燥步驟，將PDMS基片熱固定，得到表面親水的PDMS基片；

(3)將無水乙醇與水按9:1的體積比混合作為溶劑，配制濃度為5mg/mL的銀納米線溶液，均勻地鋪展在PDMS基片表面的凹槽內，室溫下放置干燥一天以上，即制備出銀納米線柔性電極。

(4)以銀納米線柔性電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑絲為輔助電極組成三電極系統，將該三電極系統置于銅離子待測液和pH 4.8的酒石酸-酒石酸鈉的支持電解質中，在-0.6V的富集電位下，富集600s，于-0.3～0.3V電位范圍記錄濃度為0.001～0.1mg/L范圍內的銅離子待測液的方波溶出伏安曲線，用標準曲線法進行銅離子的定量分析。

優選的，所述的銅離子待測液含有0.5mg/LBi³⁺。

本發明利用PDMS良好的柔韌性，并結合銀納米線良好的導電性，制得一種對銅離子具有高靈敏度的電極。然后通過優化Bi³⁺濃度、pH、緩沖溶液種類、富集電位及富集時間等參數，得到對銅離子具有較高的選擇性、較高的靈敏度、且容易操作的電化學分析方法，并把該方法應用于實際樣品測定。

附圖說明