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基于雙金屬卟啉配位聚合物的電化學傳感器檢測過氧化氫和亞硝酸鹽的方法_2

文檔序號:8921155閱讀:來源:國知局
步驟(2)相同的條件下,對檢測樣品進行電化學檢測,讀取響應電流,依據(jù) i-c標準曲線計算得到過氧化氫濃度。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明方法,基于所述的電化學傳感器檢測亞硝酸鹽的方法,包括以下步 驟:
[0026] (1)制備所述的基于雙金屬卟啉配位聚合物的電化學傳感器;
[0027] (2)計時電流法(it)測定亞硝酸鹽的標準曲線
[0028] 配制亞硝酸鹽標準溶液,以所述的基于雙金屬卟啉配位聚合物的電化學傳感器為 工作電極,鉑電極為輔助電極,飽和甘汞電極為參比電極組成三電極系統(tǒng),在恒定的檢測電 位下,采用計時電流法得到亞硝酸鹽響應電流的i-t曲線,繪制或線性回歸得到i-c標準曲 線;
[0029] 優(yōu)選地,檢測電位為0. 70V~0. 95V,最佳工作電位為0. 85V。
[0030] (3)檢測
[0031] 在與步驟(2)相同的條件下,對檢測樣品進行電化學檢測,讀取響應電流,依據(jù) i-c標準曲線計算得到亞硝酸鹽濃度。
[0032] 本發(fā)明的有益效果:根據(jù)本發(fā)明的檢測過氧化氫或亞硝酸鹽的方法,基于金 屬-卟啉配位聚合物的電化學傳感器,具有獨特的雙金屬電催化活性,是一種雙功能電化 學傳感器,對過氧化氫和亞硝酸鹽等物質(zhì)具有良好的電催化性能。為了進一步改善傳感器 的性能,通過金屬卟啉配位聚合物/CNTs復合材料制備電化學傳感器-II。本發(fā)明通過電化 學傳感技術(shù)檢測過氧化氫或亞硝酸鹽,解決了當前食品、環(huán)境和工業(yè)中過氧化氫、亞硝酸鹽 檢測中存在的檢測速度慢、成本高,操作復雜等問題,具有檢測速度快,靈敏度高,成本低等 特點。
[0033] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明的保護范圍并不以具體實施 方式為限,而是由權(quán)利要求加以限定。
【附圖說明】
[0034] 圖1為雙金屬卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的XRD譜圖,包括平面結(jié)構(gòu)的XRD譜圖 (用圓形標注),層間距的XRD譜圖(用方形標注)。
[0035] 圖2為雙金屬卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的紅外光譜圖(FTIR)。
[0036] 圖3為雙金屬卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的紫外(UV)光譜圖。
[0037] 圖4為雙金屬卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的透射電鏡圖(A)和掃描電鏡圖(B)。
[0038] 圖5電化學傳感器-I的循環(huán)伏安圖,圖A: (a)裸玻碳電極,無過氧化氫;(b)裸 玻碳電極,〇.Smmoir1過氧化氫;(C)電化學傳感器-1,無過氧化氫;(d)電化學傳感器-1, 0.Smmoll/1過氧化氫;圖B:(a)裸玻碳電極,無亞硝酸鈉;(b)裸玻碳電極,0. 25mmolLH亞 硝酸鈉;(c)電化學傳感器-1,無亞硝酸鈉;(d)電化學傳感器-I,0.ZSmmoir1亞硝酸鈉。
[0039] 圖6 (A)電化學傳感器-I對過氧化氫在恒電位_0. 25V的電流響應圖,插圖為電 流響應對過氧化氫濃度作圖;(B)電化學傳感器-I對亞硝酸鈉在恒電位0. 85V的電流響應 圖,插圖為電流響應對亞硝酸鈉濃度作圖。
[0040] 圖7電化學傳感器-II的循環(huán)伏安圖,圖A: (a)多壁碳納米管修飾玻碳電極,無過 氧化氫;(b)多壁碳納米管修飾玻碳電極,0.Smmoll/1過氧化氫;(c)電化學傳感器-II,無 過氧化氫;(d)電化學傳感器-II,0.Smmoll/1過氧化氫;圖B: (a)多壁碳納米管修飾玻碳 電極,無亞硝酸鈉;(b)多壁碳納米管修飾玻碳電極,O.SmmolI/1亞硝酸鈉;(c)電化學傳感 器-II,無亞硝酸鈉;(d)電化學傳感器-II,0.Smmoir1亞硝酸鈉。
[0041] 圖8(A)電化學傳感器-II對過氧化氫在恒電位_0. 25V的電流響應圖,插圖為電 流響應對過氧化氫濃度作圖;(B)電化學傳感器-II對亞硝酸鈉在恒電位0. 85V的電流響 應圖,插圖為電流響應對亞硝酸鈉濃度作圖。
[0042] 圖9電化學傳感器-II分別檢測過氧化氫⑷和亞硝酸鈉⑶的抗干擾性。
【具體實施方式】
[0043] 下面通過具體實施例對本發(fā)明所述的技術(shù)方案給予進一步詳細的說明,但有必要 指出以下實施例只用于對
【發(fā)明內(nèi)容】
的描述,并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的基于雙金屬卟啉配位聚合物的電化學傳感器,是一種雙金屬卟 啉配位聚合物CoTCPP-Cu修飾電極,即在基底電極表面修飾雙金屬卟啉配位聚合物 CoTCPP-Cu(電化學傳感器-I);或者是一種CoTCPP-Cu/MWNTs修飾電極,即先以碳納米管 修飾所述的基底電極,再在電極表面修飾雙金屬卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu(電化學傳感 器-II)。
[0045] 所述的雙金屬卟啉配位聚合物為mes〇-5,10,15, 20-四-(對羧基苯基)卟啉雙金 屬配位聚合物(CoTCPP-Cu),是雙金屬Co、Cu與四-(對羧基苯基)卟啉(TCPP)自組裝形 成的配位聚合物,其中金屬Co與四-(對羧基苯基)P卜啉中心的四個N發(fā)生配位,每個金屬 Cu分別與來自四個四_(對羧基苯基)卟啉的羧基中的氧配位,每個羧基與兩個金屬Cu發(fā) 生雙齒配位;即具有以下結(jié)構(gòu)
[0046]
[0047] 式中,CoTCPP為四_(對羧基苯基)鈷卟啉。
[0048] 所述的mes〇-5,10,15, 20-四_(對羧基苯基)P卜啉雙金屬配位聚合物可米用以下 方法制備:
[0049] CoTCPP和銅鹽分別溶于DMF中,將配好的銅鹽溶液加入到CoTCPP溶液中,再加 入酸溶液,得到有紅色絮狀物析出的混合溶液,混合溶液中CoTCPP:銅鹽:酸的摩爾比為 1 : 4~40 : 100~400 ;將所述混合溶液加熱至50~100°C進行溶劑熱反應2~12天, 產(chǎn)物洗滌、干燥,即可得到紫紅色粉末狀所述雙金屬配位聚合物。
[0050] 上述方法制備的配位聚合物中可以包含結(jié)晶水或溶劑分子等組分。
[0051] 所述的電化學傳感器采用以下方法制備:
[0052] 將CoTCPP-Cu超聲分散于去離子水中形成懸浮液,將該懸浮液滴涂于基底電極表 面,晾干;再在電極表面滴涂nafion溶液,晾干,制得電化學傳感器-I;
[0053] 或者,首先在基底電極上滴涂碳納米管懸浮液并晾干,然后將所述的CoTCPP-Cu 懸浮液滴涂在所述電極表面并涼干;再在電極表面滴涂nafion溶液,晾干,制得電化學傳 感器-II。
[0054] 采用循環(huán)伏安法測定其電催化活性,表明所述的電化學傳感器具有獨特的氧化還 原雙金屬雙功能電化學催化活性,并可用于對過氧化氫和亞硝酸鹽的電化學檢測。
[0055] 基于所述的電化學傳感器檢測過氧化氫的方法,包括以下步驟:
[0056] (1)配制過氧化氫標準溶液
[0057] 配制一組不同濃度的過氧化氫標準溶液。
[0058] (2)循環(huán)伏安法檢測過氧化氫
[0059] 在pH= 7的PBS電解質(zhì)中,以裸的玻碳電極或修飾的玻碳電極為工作電極,鉑電 極為輔助電極,飽和甘汞電極為參比電極,在電位-1. 〇~1. 0V內(nèi),以掃描速度100mVf進 行循環(huán)伏安掃描。裸電極和電化學傳感器分別在有或無過氧化氫下的CV曲線,比較說明傳 感器對H202是否有響應。當電流隨著過氧化氫濃度的增大而增大則說明電化學傳感器可應 用于檢測過氧化氫。
[0060] (3)計時電流法(i-t)檢測過氧化氫
[0061] 采用電化學傳感器對過氧化氫進行電化學檢測,在_0. 25V檢測電位下,電化學傳 感器-I在PBS(0. 1M,pH= 7)溶液中對連續(xù)滴加不同濃度和不同量的過氧化氫后,響應的 電流逐漸增大即得到i-t曲線,以大于噪音信號3倍的電流對應的濃度為最低檢出限,由 i-c標準曲線得出檢測的線性范圍,靈敏度。
[0062] 米用相同的檢測原理,在_0. 20和-0. 55V檢測電位下得到i-t曲線和i-c標準曲 線,綜上實驗可以獲得最佳工作電位為-0. 25V。
[0063] (4)檢測
[0064] 在檢測樣品時,通過讀取電流的大小,依據(jù)標準曲線就可以計算出樣品中所含被 檢測物過氧化氫濃度的大小。
[0065] 基于所述的電化學傳感器檢測亞硝酸鹽的方法,包括以下步驟:
[0066] (1)配制亞硝酸鈉標準溶液
[0067] 配制一組不同濃
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