一種用于水合肼檢測(cè)的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種檢測(cè)水合肼的電化學(xué)傳感器，其在玻碳電極表面修飾過氧化聚咪唑膜，具體方法為：玻碳電極預(yù)處理；將處理好的玻碳電極置于含有十二烷基磺酸鈉和咪唑的混合溶液中，在-0.2~0.8V下用循環(huán)伏安法掃描，用蒸餾水洗滌；將其置于pH=4.0磷酸緩沖溶液中，將初始電位定為+1.8V，使用恒電位法對(duì)其進(jìn)行過氧化300s形成過氧化聚咪唑膜，用蒸餾水洗滌，得到表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學(xué)傳感器。本發(fā)明傳感器具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)N2H4的快速靈敏測(cè)定，操作簡單，綠色環(huán)保。
【專利說明】—種用于水合肼檢測(cè)的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高靈敏檢測(cè)水合肼的電化學(xué)傳感器及其應(yīng)用，屬于電化學(xué)傳感器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]水合肼作為一種重要的精細(xì)化工原料，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、軍事、航天等領(lǐng)域，并被用在推進(jìn)劑、水處理劑、農(nóng)藥、醫(yī)藥、燃料電池、光穩(wěn)定劑以及化工生產(chǎn)助劑等諸多方面，但肼對(duì)人體的血液和神經(jīng)系統(tǒng)均有毒害，且其毒性可長時(shí)間積累。肼已成為人們公認(rèn)的致癌物質(zhì)，也是環(huán)境中重要的有害物質(zhì)之一。因此，尋求一種簡單、快速和低成本檢測(cè)水合肼的方法是非常必要的。目前，對(duì)水合肼的檢測(cè)方法主要有分光光度法、化學(xué)發(fā)光法、色譜法等。這些檢測(cè)方法操作復(fù)雜、耗時(shí)，而且需要用一些昂貴的儀器。電化學(xué)方法具有靈敏度高、檢測(cè)速度快、操作簡便和成本低廉等特點(diǎn)。
[0003]近年來，導(dǎo)電聚合物也成為修飾電極的熱門材料，像聚苯胺、聚吡咯、聚3，4-乙撐二氧噻吩、聚咪唑等。在這些聚合物材料中，聚咪唑具有性質(zhì)比較穩(wěn)定、容易通過電化學(xué)方法修飾到電極上并且可以控制其厚度。聚咪唑還可以在高電位下進(jìn)一步過氧化使其形成過氧化聚咪唑，過氧化聚咪唑使其電極的背景電流減小，而且過氧化聚咪唑膜具有多孔性能夠增加電極的比表面積和活性位點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種玻碳電極表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學(xué)傳感器在檢測(cè)水合肼中的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)過程如下:
一種玻碳電極表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學(xué)傳感器在檢測(cè)水合肼中的應(yīng)用，所述的電化學(xué)傳感器制備方法如下:
(1)玻碳電極預(yù)處理；
(2)將處理好的玻碳電極置于含有十二烷基磺酸鈉和咪唑的混合溶液中，在-0.2?
0.8 V下用循環(huán)伏安法掃描，蒸餾水洗滌，標(biāo)記為Pim/GCE ；
(3)然后將Pim/GCE置于pH為4.0的磷酸緩沖溶液中，將初始電位定為+1.8 V，使用恒電位法對(duì)Pim/GCE進(jìn)行過氧化300 s形成過氧化聚咪唑膜，用蒸餾水洗滌得到表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學(xué)傳感器。
[0006]上述步驟(I)中，玻碳電極分別用1.0 μ--,Ο.3 μ--和0.05 μπι的r_Al203粉對(duì)玻碳電極打磨，然后超聲洗漆，最后用氮?dú)獯蹈伞?br> [0007]上述步驟(2)中，十二烷基磺酸鈉的濃度為0.1 mol.L'咪唑的濃度為0.1moI.L_1。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果:(1)本發(fā)明方法制備的電化學(xué)傳感器具有檢出限低、線性范圍寬、靈敏度高、操作簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)；(2)本發(fā)明方法簡單實(shí)用；(3)本發(fā)明方法制備的電化學(xué)傳感器應(yīng)用于檢測(cè)水合肼。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為采用循環(huán)伏安法電沉積咪唑圖；
圖2為玻碳電極(a, a’)，修飾電極(b, b’)在底液中(a, b)以及在含有1.0 mmol 1N2H4(a’，b’ )底液中獲得的循環(huán)伏安曲線，底液為0.1 mol.L-1磷酸緩沖溶液(PBS，pH=7.2)；
圖3為修飾電極在不同掃速對(duì)1.0X 10_3 mol.!/1 N2H4獲得的循環(huán)伏安曲線圖(0.02，
0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09 1.0 V.s-1)，內(nèi)插圖為催化電流值與掃速的關(guān)系圖；
圖4為連續(xù)加入不同濃度N2H4時(shí)，修飾電極的計(jì)時(shí)安培電流曲線，內(nèi)插圖B催化電流與N2H4濃度關(guān)系曲線，測(cè)試底液為10 mL 0.1 mol.Γ1的PBS緩沖溶液，施加電位0.35 V。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0011]實(shí)施例1
(I)玻碳電極(GCE)在修飾之前的預(yù)處理:在使用之前，將內(nèi)徑為3 mm玻碳電極分別用1.0 μπι,Ο.3 ym和0.05 ym r _ Al2O3粉將其打磨至光滑鏡面，用去離子水仔細(xì)沖洗干凈后，依次用乙醇和去離子水各超聲洗滌5分鐘，最后用氮?dú)獯蹈蓚溆谩?br> [0012](2)聚咪唑膜玻碳電極(Pim/GCE)的修飾:將處理好的玻碳電極置于含有0.1mol.L'1的十二烷基磺酸鈉和0.1 mol.L'1咪唑的混合溶液，通過電沉積的方法將咪唑聚合到玻碳電極上，掃描電勢(shì)為-0.2?0.8 V，掃描速率為100 mV.s—1，掃描圈數(shù)為12圈，然后用蒸餾水洗滌多余的咪唑，標(biāo)記為Pim/GCE，圖1。
[0013](3)過氧化聚咪唑膜玻碳電極(Pimox/GCE)的修飾:聚咪唑膜玻碳電極(Pim/GCE)置于pH=4.0的磷酸緩沖溶液中，將初始電位定為+1.8 V，使用恒電位法對(duì)Pim/GCE進(jìn)行過氧化300 S，然后用蒸餾水對(duì)其洗滌，標(biāo)記為Pimox/GCE。
[0014]采用循環(huán)伏安法，考察了不同修飾電極對(duì)N2H4催化效果(圖2)。由圖可見，當(dāng)加入
1.0 mmol *L_1 N2H4時(shí),Pimox修飾電極的氧化峰電流明顯比裸電極的峰電流大,說明Pimox修飾電極對(duì)N2H4具有較好的催化效果。
[0015]采用循環(huán)伏安法，考察了掃速對(duì)Pimox/GCE電極的影響(圖3)。由圖可見，隨著掃速的不斷增大峰電流也不斷增大，而且峰電流與掃速呈線性關(guān)系(圖3內(nèi)插圖)，這表明N2H4在電極表面的電催化動(dòng)力學(xué)過程是受表面控制的。
[0016]在施加電位為0.35 V下，采用計(jì)時(shí)安培法對(duì)水合肼進(jìn)行檢測(cè)。本發(fā)明專利所制備的傳感器具有較高的穩(wěn)定性和較好的催化性能。用計(jì)時(shí)安培法考察傳感器對(duì)N2H4的催化性能見圖4，隨著N2H4的不斷加入，1- t曲線的電流以臺(tái)階狀逐漸增加，傳感器的響應(yīng)時(shí)間小于2 S，表明該傳感器對(duì)N2H4有較快的響應(yīng)行為，其線性范圍是6X10_8?5.52X10_4mol *L_1，靈敏度為 S=2.1XlO4 μ A.(mol.L—1)—1，檢出限為 3X10-8 mol.L-1。
【權(quán)利要求】
1.一種玻碳電極表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學(xué)傳感器在檢測(cè)水合肼中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述應(yīng)用，其特征在于所述的電化學(xué)傳感器制備方法如下: (1)玻碳電極預(yù)處理； (2)將處理好的玻碳電極置于含有十二烷基磺酸鈉和咪唑的混合溶液中，在-0.2?0.8 V下用循環(huán)伏安法掃描，蒸餾水洗滌，標(biāo)記為Pim/GCE ； (3)然后將Pim/GCE置于pH為4.0的磷酸緩沖溶液中，將初始電位定為+1.8 V，使用恒電位法對(duì)Pim/GCE進(jìn)行過氧化300 s形成過氧化聚咪唑膜，用蒸餾水洗滌得到表面覆有過氧化聚咪唑膜的電化學(xué)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述應(yīng)用，其特征在于:步驟(I)中，玻碳電極分別用1.0 μπι、0.3U m和0.05 μ--的r_Al203粉對(duì)玻碳電極打磨,然后超聲洗漆,最后用氮?dú)獯蹈伞?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求2所述應(yīng)用，其特征在于:步驟(2)中，十二烷基磺酸鈉的濃度為0.1mol.L — 1，咪唑的濃度為 0.1 mol.L_10
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK104181212SQ201410149490
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】鄭建斌, 董燕, 盛慶林 申請(qǐng)人:西北大學(xué)