[發(fā)明專利]基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料電池傳感器及污染物分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010131909.6
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111337563B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉梅川;陸漢星;孫歡歡;趙國華
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/327;G01N27/38;G01N27/32;G01N27/30
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

1.一種基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料電池自供能傳感器，其特征在于，該傳感器包括光陽極、陰極、光陽極燃料及陰極燃料，所述的光陽極為Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂電極，所述的陰極為GCE/G/MIP電極，所述的光陽極燃料為葡萄糖，所述的陰極燃料為K₃[Fe(CN)₆]；

所述的Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂電極是將Ni(OH)₂修飾在直立有序的Ti-Fe-O NTs納米管電極上；所述的GCE/G/MIP電極是以石墨烯修飾的玻碳電極為基底，并在基底上引入具有待測環(huán)境污染物原位分子印跡位點(diǎn)的聚鄰苯二胺膜。

2.一種如權(quán)利要求1所述的基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料電池自供能傳感器的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)分別制備Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂電極及GCE/G/MIP電極；

2)組裝形成光燃料電池自供能傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料電池自供能傳感器的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂電極的制備過程包括以下步驟：

1-1a)Ti-Fe-O NTs納米管基底電極的制備：先對Ti-Fe合金板進(jìn)行打磨處理，之后將Ti-Fe合金板進(jìn)行一步陽極氧化、高溫煅燒；

1-2a)Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂電極的制備：以含有十二烷基硫酸鈉的Ni(NO₃)₂溶液作為電解液，以Ti-Fe-O NTs納米管基底電極為工作電極，以飽和甘汞電極、鉑片電極分別作為參比電極、對電極，進(jìn)行電化學(xué)沉積，即得到所述的Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂電極。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料電池自供能傳感器的制備方法，其特征在于，步驟1-1a)中，

打磨處理過程為：先將Ti-Fe合金板打磨至表面光滑，之后進(jìn)行超聲清洗并干燥；

一步陽極氧化過程為：將打磨處理后的Ti-Fe合金板作為陽極，置于含有NH₄F和H₂O的乙二醇溶液中，以鉑片電極作為陰極，在攪拌條件下，采用直流電源施加電壓進(jìn)行陽極氧化，之后取出Ti-Fe合金板并洗滌；

高溫煅燒過程為：將陽極氧化后的Ti-Fe合金板置于管式爐中，在高溫下進(jìn)行煅燒，即得到所述的Ti-Fe-O NTs納米管基底電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料自供能電池傳感器的制備方法，其特征在于，

步驟1-1a)中，陽極氧化過程中，直流電源的電壓為25-35V，陽極氧化時(shí)間為2-4h；高溫煅燒過程中，溫度為450-550℃，時(shí)間為2-4h；

步驟1-2a)中，電化學(xué)沉積過程中，施加的電位為-1.0V至-0.8V，沉積時(shí)間為80-120s。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于陽極光誘導(dǎo)的光燃料電池自供能傳感器的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的GCE/G/MIP電極的制備過程包括以下步驟：

1-1b)玻碳電極的預(yù)處理：先依次對玻碳電極進(jìn)行打磨、清洗、干燥，之后進(jìn)行活化；

1-2b)GCE/G電極的制備：將石墨烯分散液滴加在預(yù)處理后的玻碳電極上，待其自然晾干后，再滴加石墨分散液，自然晾干后即得到GCE/G電極；

1-3b)制備含有待測環(huán)境污染物分子的聚鄰苯二胺膜的印跡電極：以GCE/G電極作為工作電極，以飽和甘汞電極作為參比電極，以鉑絲電極作為對電極，將含有待測環(huán)境污染物分子的溶液與鄰苯二胺溶液加入至醋酸緩沖溶液中，進(jìn)行電化學(xué)聚合，得到含有待測環(huán)境污染物分子的聚鄰苯二胺膜的印跡電極；

1-4b)模板分子的去除：將步驟1-3b)中得到的印跡電極置于洗脫液中，在攪拌條件下洗脫去除環(huán)境污染物分子，即得到所述的GCE/G/MIP電極。