一种平面固体参比电极的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种平面固体参比电极的制备方法，步骤如下，(1)通过丝网印刷技术在聚脂片上印刷Ag浆‑KCl琼脂导电胶，避光干燥；(2)在Ag‑KCl导电层表面滴加含金纳米的石墨烯悬浮液(AuNPs/GO)，避光晾干；(3)最后滴加PVC溶液；(4)在室温下避光晾干。该方法所提出的平面固体参比电极制备方法快捷，成本低廉，所制备的平面固体参比电极具有长期的稳定性，环境因素(如无机盐、酸度等)对其电位影响较小，有实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种平面固体参比电极的制备方法
本专利技术涉及一种平面固体参比电极的制备方法,属于分析化学领域的电化学分析

技术介绍
近年来电化学传感器在小型化、一次性、固体化等方面取得了很大的进展。虽然Ag/AgCl和Hg/Hg2Cl2参比电极仍应用广泛，但它们具有以下不足：体积过大；电极中含内参比溶液不利于长时间使用、远距离携带和在极端环境条件下使用等。因此，Ag/AgCl和Hg/Hg2Cl2参比电极难以与小型化的设备和某些特殊的方法配合使用。这就使得小型化的固体参比电极的研究十分重要。一般情况下，固体参比电极应具备导电材料，可逆氧化还原缓冲系统(内参比溶液)和非离子选择性膜等来确保电极电位不随测量体系改变而改变。导电材料可以降低电极本身的电阻，有效防止电极极化；非离子选择性膜(如阳离子敏感膜、聚离子敏感膜、硅橡胶膜和聚亚安酯膜等)可使参比电极的电极电势稳定。Rius-Ruiz等(Rius-RuizFX,etal..AnalyticalandBioanalyticalChemistry,2011,399(10):3613)构造了基于碳纳米管的聚丙烯酸酯膜固态参比电极，但未检测其电极电位稳定性。Desmond等(DesmondD,etal..Sensors&ActuatorsBChemical,1997,44(1–3):389)直接在固体电极表面修饰Ag/AgCl层或Ag/AgCl+KCl树脂膜，以改善电极的稳定性。IdegamiK等(IdegamiK,etal..JapaneseJournalofAppliedPhysics,2010,49(9):97003)在Ag/AgCl层上修饰含有琼脂KCl电解质的溶液，最后修饰氯丁二烯保护层，并用于血液、可口可乐、脱脂牛奶等的pH检测。尽管这些固体参比电极各有其特点和应用，但均存在制备过程繁杂，电位稳定性不理想和对环境因素(如无机盐、酸度等)较敏感等不足,使由此类固体电极表面构成的电化学传感器测量结果的准确度、重现性和使用寿命均受到影响。
技术实现思路
本专利技术的目的正是针对现有固体参比电极的制备方法和性能方面存在的不足之处，如固体参比电极制备过程繁杂，电位稳定性不理想和对环境因素(如无机盐、酸度等)较敏感等,提出一种平面固体参比电极的制备方法，以获得较为理想电位稳定性和环境因素影响较小的平面固体参比电极，使其构成的电化学传感器的测量结果更为准确可靠。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种平面固体参比电极的制备方法，包括以下步骤：(1)通过丝网印刷技术在聚脂片上印刷Ag浆-KCl琼脂导电胶，避光干燥；(2)在Ag-KCl导电层表面滴加含金纳米的石墨烯悬浮液(AuNPs/GO)，避光晾干；(3)最后滴加PVC溶液；(4)在室温下避光晾干。Ag浆-KCl琼脂导电胶的研究：在一定浓度的KCl溶液中加入琼脂，在100℃油浴中加热至其完全溶解，即得KCl琼脂溶胶；将KCl琼脂溶胶与银浆搅匀，并超声1小时，即得Ag浆-KCl琼脂导电胶。进一步地，所述Ag浆-KCl琼脂导电胶中Ag与KCl的质量比为1:0.001-1:0.02。优选地，所述Ag浆-KCl琼脂导电胶中Ag与KCl的质量比为1:0.08。含金纳米的石墨烯悬浮液的研究：HAuCl4与柠檬酸三钠于105℃加热沸腾，并回流1h，即可得到酒红色的金纳米溶胶。将石墨烯浸入所制备的金纳米溶胶，缓慢搅拌过夜，冷冻干燥即得到含金纳米的石墨烯复合材料。将含金纳米的石墨烯分散于导电浆稀释剂中，超声30min，即得含金纳米的石墨烯悬浮液。进一步地，所述含金纳米的石墨烯悬浮液中的固含量为0.1％-1.0％。优选地，所述含金钠米的石墨烯悬浮液中的固含量为0.5％。PVC溶液:将适量PVC和增塑剂加到四氢呋喃溶液中，超声使其溶解，即得PVC膜溶液。进一步地，所述PVC溶液的浓度为1％-5％。优选地，所述PVC溶液的浓度为3％。平面固体参比电极的性能研究：在电解池中分别加入10-7mol/L的无机盐溶液(KCl，NaCl，CaCl2，NH4Cl，PBS缓冲液，NaNO3，Na2SO4)，并缓慢搅拌，检测所制备的平面固体参比电极的电位变化。进一步地，每隔600s分别增加各无机盐的浓度至10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L、10-3mol/L、10-2mol/L、10-1mol/L，检测所制备的平面固体参比电极的电位变化。结果表明，所制备的平面固体参比电极在上述各物质浓度改变时，其电位均仅发生微小变化(1.5-1.8mV/dec)，并且在短时间内恢复稳定。进一步地，考察溶液酸度对所制备的平面固体参比电极电位的影响。调节0.01mol/L的KCl溶液的pH＝3.0，每隔600s分别将其pH值调节为pH＝4.0、pH＝5.0、pH＝6.0、pH＝7.0、pH＝8.0、pH＝9.0，检测所制备的平面固体参比电极在不同酸度下的电位变化。结果表明，所制备的平面固体参比电极在上述酸度范围内，其电位均发生微小变化(0.08-0.10mV/pH)，并且在短时间内恢复稳定。进一步地，所制备的平面固体参比电极放置3个月后，其电位变化值小于1.5mV。本专利技术所用的试剂均为分析纯。本专利技术具有以下有益效果：本方法克服了目前现有固体参比电极的制备方法和性能方面存在的不足，如固体参比电极制备过程繁杂，电位稳定性不理想和对环境因素(如无机盐、酸度等)较敏感等,提出一种平面固体参比电极的制备方法。具体表现在：①平面固体参比电极的制备方便快捷、成本低廉；②所制备的平面固体参比电极电位稳定，环境因素(如无机盐、酸度等)对所制备的平面固体参比电极的电位影响较小；③所制备的平面固体参比电极的电位具有长期的稳定性，有实际应用价值。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是以裸玻碳电极为工作电极，铂片电极为对电极，制备的平面固体电极为参比电极所组成的三电极体系，在浓度为5×10-3mol/L[Fe(CN)6]4-溶液中的循环伏安图。扫描电位范围-0.4V～0.8V，扫描速度100mV/s，扫描40圈。图2是以裸玻碳电极为工作电极，铂片电极为对电极，制备的平面固体电极商品化的Ag/AgCl电极为参比电极所组成的三电极体系，在浓度为5×10-3mol/L[Fe(CN)6]4-溶液中的循环伏安图。扫描电位范围-0.4V～0.8V，扫描速度100mV/s，扫描40圈。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：通过丝网印刷技术在聚脂片上印刷Ag浆-KCl琼脂导电胶(Ag浆-KCl琼脂导电胶中Ag与KCl的质量比为1:0.08)，避光干燥；在Ag-KCl导电层表面滴加固含量为0.5％的含金钠米的石墨烯悬浮液，避光晾干；滴加3％的PVC溶液；在室温下避光晾干。10-7mol/L-10-1mol/L的KCl，NaCl，CaCl2，NH4Cl，PBS缓冲液，NaNO3，Na2SO4溶液对所制备的平面固体参比电极的电位稳定性的影响较小(1.5-1.8mV/dec)，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面固体参比电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)通过丝网印刷技术在聚脂片上印刷Ag浆‑KCl琼脂导电胶，避光干燥；(2)在Ag‑KCl导电层表面滴加含金纳米的石墨烯悬浮液(AuNPs/GO)，避光晾干；(3)最后滴加PVC溶液；(4)在室温下避光晾干。

【技术特征摘要】
1.一种平面固体参比电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)通过丝网印刷技术在聚脂片上印刷Ag浆-KCl琼脂导电胶，避光干燥；(2)在Ag-KCl导电层表面滴加含金纳米的石墨烯悬浮液(AuNPs/GO)，避光晾干；(3)最后滴加PVC溶液；(4)在室温下避光晾干。2.根据权利要求1所述的一种平面固体参比电极的制备方法，其特征在于：所述Ag浆-KCl琼脂导电胶中Ag与KCl的质量比为1:0.001-1:0.02。3.根据权利要求2所述的一种平面固体参比电极的制备方法，其特征在于：所述Ag浆-KCl琼脂导电胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振中，郑曼曼，张松林，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32