專利名稱：雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用陽離子表面活性劑雙十二垸基二甲基溴化銨修飾玻碳電極及其應(yīng)用于對環(huán)境水樣中亞硝酸根離子的快速測定，屬電化學(xué)分析檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
表面活性劑是一類能顯著降低溶劑表面張力和改變體系表面狀態(tài)的有機(jī)化合物。表面活性劑于六十年代初被引入分析化學(xué)領(lǐng)域，此后發(fā)展迅速，在分析化學(xué)的各個分支學(xué)科如光度分析、色譜分析、電分析等領(lǐng)域已取得廣泛的應(yīng)用。由于其獨(dú)特的兩親結(jié)構(gòu)使它很容易在電極表面發(fā)生吸附，形成一層定向排列的薄膜，從而影響物質(zhì)的電化學(xué)過程。在某些電分析化學(xué)體系中，表面活性劑的加入可以顯著改善波形，提高分析的靈敏度和選擇性等。且該類修飾電極的制備工藝簡單，成本低廉，應(yīng)用前景樂觀。
亞硝酸鹽廣泛存在于土壤、天然水和食品等物質(zhì)中，是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物之一。在食品工業(yè)上，亞硝酸鹽常作為發(fā)色劑，具有一定的抗菌防腐的作用。但亞硝酸進(jìn)入人體后，可與血色素結(jié)合而產(chǎn)生高鐵血紅蛋白，也可將低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，使之失去輸氧能力，使氧不能用于組織，從而使人中毒。另外亞硝酸根在胃中易于胺類和酰類生成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺。因此,我們有必要研究水溶液中亞硝酸鹽的檢測方法。
目前測定亞硝酸根的主要方法有分光光度法，極譜法，中性紅熒光法及修飾電極法。而修飾電極法由于其快速、準(zhǔn)確、靈敏、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于對亞硝酸根的檢測。并且對于將表面活性劑用于修飾電極實(shí)現(xiàn)對亞硝酸根的檢測還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙十二垸基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備方法及其在檢測水樣中亞硝酸根濃度的應(yīng)用。
本發(fā)明一種雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟-
a. 玻碳電極的預(yù)處理首先將玻璃態(tài)碳電極即玻碳電極用0.05jamAl203拋光粉和拋光絨布對所述玻碳電極進(jìn)行拋光，拋光至鏡面，然后依次用蒸餾水、稀硝酸溶液、無水乙醇及二次蒸餾水超聲清洗干凈，待用；
b. 雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備首先用二次蒸餾水配制一定濃度的雙
3十二烷基二甲基溴化銨溶液，最適宜的使用濃度為7 9mM/L;在預(yù)處理的玻碳電極上滴加 上述的雙十二垸基二甲基溴化銨溶液20nL;分兩次滴加，每次lOpL;然后放置于紅外燈下 烤干；烘干后在室溫下放置半小時，隨后放入pH-5.0的磷酸鹽緩沖溶液中，在0,2 1.0V的 電位窗口中循環(huán)伏安法掃描至穩(wěn)定，然后再用二次蒸餾水沖洗干凈，最終制得雙十二垸基二 甲基溴化銨修飾玻碳電極。
一種雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的用途及使用方法，其用途是所述修飾玻碳 電極可直接用于對亞硝酸根的電化學(xué)測定；其使用方法即測定方法如下將所述的雙十二烷
基二甲基溴化銨修飾玻碳電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極、鉑片電極為輔助
電極，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于？11為5.0的磷酸鹽緩沖溶液中電位從0.2￥至
l.OV循環(huán)伏安掃描數(shù)圈以活化電極；然后在一定濃度的亞硝酸根的水樣中用差示脈沖伏安法 記錄I-E曲線；然后用標(biāo)準(zhǔn)加入法通過線性方程計(jì)算得水樣中亞硝酸根的濃度。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)如下所述
本發(fā)明利用陽離子表面活性劑獨(dú)特的兩親結(jié)構(gòu)使其在電極表面發(fā)生吸附，形成一層定向 排列的薄膜，又由于其在溶液中電解成陽離子，從而影響亞硝酸根在電極表面的電化學(xué)過程。 在該電分析化學(xué)體系中，陽表面活性劑的加入顯著的改善波形，提高分析檢測的靈敏度。
本發(fā)明中的修飾電極是一種新型的電化學(xué)傳感器，用于對實(shí)際樣品測定，具有快速、靈 敏、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。本發(fā)明的測試方法具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。本發(fā)明中的新型修飾玻碳 電極其制備方法簡單、快速、修飾條件溫和，易操作等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明中相同濃度的亞硝酸鈉溶液(1.0X1(T4M/L)在裸玻碳電極(a)、雙十二烷 基二甲基溴化銨修飾玻碳電極(b)上的差示脈沖伏安圖。
圖2為本發(fā)明中用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定實(shí)際水樣中亞硝酸含量時所加入的標(biāo)準(zhǔn)的亞硝酸根濃 度與峰電流的線性關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
實(shí)施例l
本實(shí)施例中的修飾玻碳電極的制備方法和步驟如下 (1)玻碳電極的預(yù)處理首先將玻璃態(tài)碳電極即玻碳電極用0.05pmAl2O3拋光粉和拋光 絨布對所述玻碳電極進(jìn)行拋光，拋光至鏡面，然后依次用蒸餾水、稀硝酸溶液、無水乙醇及 二次蒸熘水超聲清洗干凈，待用；(2)雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備首先用二次蒸餾水配制一定濃度的 雙十二烷基二甲基溴化銨溶液，最適宜的使用濃度為7 9mM/L;在預(yù)處理的玻碳電極上滴 加上述的雙十二垸基二甲基溴化銨溶液20nL;分兩次滴加，每次l(HiL;然后放置于紅外燈 下烤干；烘干后在室溫下放置半小時，隨后放入pH-5.0的磷酸鹽緩沖溶液中，在0,2 1.0V 的電位窗口中循環(huán)伏安法掃描至穩(wěn)定，然后再用二次蒸餾水沖洗干凈，最終制得雙十二烷基 二甲基溴化銨修飾玻碳電極。
雙十二垸基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的用途及使用方法 該修飾玻碳電極的用途是用于對亞硝酸根的電化學(xué)測定。 該修飾玻碳電極的使用方法即測定方法如下
將所述的雙十二垸基二甲基溴化銨修飾玻碳電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比 電極、鉑片電極為輔助電極，組成三電極系統(tǒng)；將該三電極系統(tǒng)置于pH為5.0的磷酸鹽緩沖 溶液中電位從0.2V至l.OV循環(huán)伏安掃描數(shù)圈以活化電極；然后在一定濃度的亞硝酸根的水 樣中用差示脈沖伏安法記錄I-E曲線；然后用標(biāo)準(zhǔn)加入法通過線性方程計(jì)算得水樣中亞硝酸 根的濃度。
實(shí)際水樣亞硝酸根濃度的測定
實(shí)測水樣是采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，其步驟如下
(1) 取自然水樣500mL，經(jīng)過濾，去除固體雜質(zhì)。
(2) 取過濾后的水準(zhǔn)25mL作為空白溶液，放于燒杯中；然后在上述水樣中加入配制好 的標(biāo)準(zhǔn)亞硝酸鹽溶液，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為5X10—3M/L，每次加入20pL，共加入9次，加至 lSOpL;每次加入后攪拌均勻，然后用化學(xué)工作站測定并記錄相應(yīng)的電流；根據(jù)溶液中加入 亞硝酸根濃度與所測得的電流作線性關(guān)系曲線。
(3) 所得的線性方程為Ip (pA) =0.0123COiM)+0.0717。
(4) 上述線性方程中，令I(lǐng)p-O，計(jì)算出濃度對應(yīng)的絕對值即為水樣中亞硝酸根的實(shí)際濃 度。本例中通過上述線性方程計(jì)算得出水樣中亞硝酸根的濃度為5.83nM/L。 本發(fā)明中電化學(xué)測定試驗(yàn)及其測試結(jié)果
1、相同濃度的亞硝酸根(1.0xl(T4M)在裸電極和修飾電極上的差示脈沖伏安法測定。 采用不同電極，即玻碳裸電極(a)和雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極(b)。 測試條件以玻碳電極或修飾電極作為工作電極，以飽和甘汞電極作為參比電極，以鉑 片電極作為輔助電極。在含亞硝酸根濃度為1.0xlO""M的pH=5.0的0.1M磷酸鹽緩沖溶液；
起始電位為0.2V，終止電位為1.0V;脈沖增量為0.001;脈沖幅度為0.05;脈沖寬度為0.04;靜止時間為0.2S的條件下用差示脈沖伏安法記錄I-E曲線。
參見圖1，從圖1的I-E曲線可見，亞硝酸根在裸電極上的峰電流很小，而在雙十二垸基
二甲基溴化銨修飾電極上的電流明顯增大。
2、水樣中亞硝酸根在雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極上差示脈沖伏安測定。 測試條件以雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極為工作電極，以飽和甘汞電極為參
比電極，以鉑片電極為輔助電極組成三電極系統(tǒng)。然后在pH=5.0的0.1M磷酸鹽緩沖溶液中
從0.2￥至+1.0￥循環(huán)伏安掃面數(shù)圈以活化電極，之后在水樣中用差示脈沖伏安法記錄I-E曲
線。并用標(biāo)準(zhǔn)加入法計(jì)算水樣中亞硝酸根的濃度。(標(biāo)準(zhǔn)亞硝酸濃度為5xl0"M，每次加入 20nL，加到180pL。)
參見圖2，圖2為加入的亞硝酸根濃度與峰電流的線性關(guān)系。得到的線性關(guān)系方程為IpOiA) =0.0123C (nM) +0.0717 ，線性相關(guān)系數(shù)R=0.9993。
權(quán)利要求
1、一種雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備方法，其特征在于具有以下的過程和步驟a.玻碳電極的預(yù)處理首先將玻璃態(tài)碳電極即玻碳電極用0.05μmAl2O3拋光粉和拋光絨布對所述玻碳電極進(jìn)行拋光，拋光至鏡面，然后依次用蒸餾水、稀硝酸溶液、無水乙醇及二次蒸餾水超聲清洗干凈，待用；b.雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的制備首先用二次蒸餾水配制一定濃度的雙十二烷基二甲基溴化銨溶液，最適宜的使用濃度為7～9mM/L；在預(yù)處理的玻碳電極上滴加上述的雙十二烷基二甲基溴化銨溶液20μL；分兩次滴加，每次10μL；然后放置于紅外燈下烤干；烘干后在室溫下放置半小時，隨后放入pH＝5.0的磷酸鹽緩沖溶液中，在0.2～1.0V的電位窗口中循環(huán)伏安法掃描至穩(wěn)定，然后再用二次蒸餾水沖洗干凈，最終制得雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極。
2、 一種雙十二垸基二甲基溴化銨修飾玻碳電極的用途及使用方法，其用途是所述修飾玻碳電 極可直接用于對亞硝酸根的電化學(xué)測定；其使用方法即測定方法如下將所述的雙十二垸基 二甲基溴化銨修飾玻碳電極作為工作電極，飽和甘汞電極作為參比電極、鉑片電極為輔助電 極，組成三電極系統(tǒng);將該三電極系統(tǒng)置于pH為5.0的磷酸鹽緩沖溶液中電位從0.2V至1.0V 循環(huán)伏安掃描數(shù)圈以活化電極；然后在一定濃度的亞硝酸根的水樣中用差示脈沖伏安法記錄 I-E曲線；然后用標(biāo)準(zhǔn)加入法通過線性方程計(jì)算得水樣中亞硝酸根的濃度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用陽離子表面活性劑雙十二烷基二甲基溴化銨修飾玻碳電極及其應(yīng)用于對環(huán)境水樣中亞硝酸根離子的快速測定，屬電化學(xué)分析檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的要點(diǎn)是將雙十二烷基二甲基溴化銨溶解于二次蒸餾水并超聲混合均勻配制成濃度為8mM/L的溶液，然后滴加在經(jīng)清洗后的玻碳電極表面，形成一層均勻的薄膜，從而實(shí)現(xiàn)對玻碳電極的修飾，以提高玻碳電極的穩(wěn)定性。本發(fā)明方法制得的玻碳電極可用于實(shí)際水樣中亞硝酸根的電化學(xué)測定，測得水樣中亞硝酸根的實(shí)際濃度。測定過程具有快速、靈敏、準(zhǔn)確、穩(wěn)定等特點(diǎn)。
文檔編號G01N27/30GK101650330SQ20091005386
公開日2010年2月17日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者丁亞平, 劉小娟, 英 張, 麗 李, 王玉龍, 羅立強(qiáng) 申請人:上海大學(xué)