[發明專利]一種納米材料修飾玻碳電極的制備方法

有效

• 申請號: 201811172362.3
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN109164151B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 陳龍;付海海;王昊;郭旭虹;史玉琳;李昊泉;范長春;魏婷婷
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/48
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所(普通合伙) 65106
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種納米材料修飾玻碳電極的制備方法，該方法先將Co、Ni離子的鹽溶液和氫氧化鈉混合反應生成沉淀，再將其在一定溫度下水熱，將水熱完的Co、Ni雙金屬材料再進行微波處理，得到CoNiO₂納米材料。最后，將其分散修飾在玻碳電極上用于重金屬銅離子檢測。該方法不僅能實現對銅離子的高選擇性檢測，而且具有檢測靈敏性高、穩定性好、抗干擾性高、檢測線性范圍寬等優點。該方法用微波法替代傳統意義上的煅燒法，為解決傳統煅燒法粒度形貌分布不均勻、制備周期過長及耗能嚴重等問題，提供一種效果優良、便于推廣應用的新途徑。

技術領域

本發明涉及電化學檢測用納米材料技術領域，具體涉及一種痕量檢測銅離子的CoNiO₂納米材料修飾玻碳電極的方法。

背景技術

銅對低等生物和農作物毒性較大，其質量濃度達0.1-0.2mg/L即可使魚類死亡，與鋅共存時毒性可以增加，對貝殼類水生物毒性更大，一般水產用水要求銅的質量濃度在0.01mg/L以下。對于農作物，銅是重金屬中毒性最高者，植物吸收銅離子后，固定于根部皮層，影響養分吸收。灌溉水中含銅較高時，即在土壤和作物中累積，可使農作物枯死。

目前，用于檢測重金屬銅離子的傳統方法主要有原子熒光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發射光譜、電感耦合等離子體質譜法、高效液相色譜法、紫外可見光譜法等方法。現有技術的問題及缺陷:盡管上述提及的方法具有較好的選擇性和較高的靈敏度，但是這些方法所需要的設備昂貴、設備體積大、不利于攜帶，而且制備樣品消耗時間長，設備操作復雜、需要專業人員檢測以及不能應用于實時在線檢測重金屬銅離子。電化學溶出伏安法，由于具有高的靈敏度、簡單的操作、低的成本、低的檢測限、快速的響應等優點，能克服傳統技術所遇到的問題，是一種有前途的應用于檢測微量重金屬銅離子的方法。而在各種電化學溶出伏安方法中，微分脈沖陽極溶出伏安法靈敏度更高，更適合應用于重金屬銅離子檢測。

電化學微分脈沖陽極溶出伏安法檢測重金屬銅離子，包括銅離子在工作電極上富集和溶出兩個過程，因此修飾電極材料在提高電化學傳感器的檢測重金屬銅離子性能方面扮演著重要的作用。目前常用的修飾電極材料有石墨烯、多壁碳納米管、金屬納米離子、金屬氧化物等，然而基于上述這些材料制備的傳感器，對檢測重金屬銅離子的性能并沒有得到明顯的提高，而且材料合成復雜及成本高因而限制了它們的實際應用。為了提高傳感器的性能和實際應用能力，因此，需要研究設計合成方法簡單、低成本、具有高比表面積、良好的催化性能和導電性能的材料，作為修飾電極材料，應用于檢測重金屬銅離子。

而傳統意義上的修飾電極材料，如汞膜、鉍膜、銻膜等因其環境不友好及價格昂貴等問題，因此許多研究學者致力于非金屬應用于重金屬離子檢測。本專利首次通過微波法合成CoNiO₂納米材料，利用微波法替代傳統意義上的煅燒法，能夠極大程度節省能耗，同時微波法制備出的CoNiO₂納米具有材料形貌均勻、粒度分布均勻等特點。

因此，微波法是一種新穎的制備超細納米材料的化學方法，顯示出超越傳統煅燒法的許多優點，包括合成周期短、能耗低、材料內部結晶結構更加均勻，致密度更高，改善了材料的性能；實現選擇性燒結，產生具有新的微觀結構和優良性能的材料。

發明內容

本發明目的在于，提供一種納米材料修飾玻碳電極的制備方法，該方法先將Co、Ni離子的鹽溶液和氫氧化鈉混合反應生成沉淀，再將其在一定溫度下水熱，將水熱完的Co、Ni雙金屬材料再進行微波處理，得到CoNiO₂納米材料，再將其分散修飾在玻碳電極上用于重金屬銅離子檢測。本發明所述方法不僅能實現對銅離子的高選擇性檢測，而且具有檢測靈敏性高、穩定性好、抗干擾性高、檢測線性范圍寬等優點。本發明所述方法用微波法替代傳統意義上的煅燒法，為解決傳統煅燒法粒度形貌分布不均勻、制備周期過長及耗能嚴重等問題，提供一種效果優良、便于推廣應用的新途徑。

本發明所述的一種納米材料修飾玻碳電極的制備方法，按下列步驟進行：