石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器及其制备方法和应用技术

技术编号:19687298 阅读:63 留言:0更新日期:2018-12-08 10:07
本发明专利技术公开了一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器及其制备方法和应用,该石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器包括石墨纸,石墨纸的表面形成有普鲁士蓝膜,普鲁士蓝膜上沉积有金纳米层。该制备方法包括:1)将石墨纸的表面进行预处理以形成毛面;2)将石墨纸置于混合溶液中进行电化学处理以在石墨纸的表面形成普鲁士蓝膜;3)在形成有普鲁士蓝膜的石墨纸的表面沉积金纳米层以制得石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器;其中,混合溶液含有三价铁盐和铁氰化物。该石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器具有优异的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,进而使得其能够应用于过氧化氢或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的高效检测,同时该制备方法具有操作简单、成本低廉的优点。

【技术实现步骤摘要】
石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及石墨纸基电化学传感器,具体地,涉及一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
过氧化氢(H2O2)是一种重要的工业原料和常用消毒剂,在药品、工业以及生活等领域应用广泛。但是当H2O2的浓度过大时,对环境和人体健康有一定的影响,因此构建能够快速灵敏地检测H2O2的方法具有一定的积极意义。目前国内外检测H2O2的主要方法有化学发光法,荧光法,分光光度法以及电化学方法,其中电化学法具有操作简单,灵敏度高等优点,但是存在制备复杂,花费较高等缺陷。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)产生于糖酵解和细胞呼吸作用中的柠檬酸循环。NADH分子是线粒体中能量产生链中的控制标志物。NADH水平的上升表明代谢出现失衡。因此快速精确地检测NADH对人体健康有重要的意义。目前测定NADH的方法主要有分光光度法、荧光分析法以及电化学分析法。其中电化学分析方法因为操作简单,灵敏度高而被广泛关注,但是存在制备复杂,花费较高缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器及其制备方法和应用,该石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器具有优异的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,进而使得其能够应用于过氧化氢或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的高效检测,同时该制备方法具有操作简单、成本低廉的优点。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器,包括石墨纸,石墨纸的表面形成有普鲁士蓝膜,普鲁士蓝膜上沉积有金纳米层。本专利技术还提供了一种上述的石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器的制备方法,包括:1)将石墨纸的表面进行预处理以形成毛面;2)将石墨纸置于混合溶液中进行电化学处理以在石墨纸的表面形成普鲁士蓝膜;3)在形成有普鲁士蓝膜的石墨纸的表面沉积金纳米层以制得石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器;其中,混合溶液含有三价铁盐和铁氰化物。本专利技术进一步提供了一种上述的石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器在过氧化氢或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的检测中的应用。在上述技术方案,本专利技术首先通过在石墨纸的表面形成普鲁士蓝膜(普鲁士蓝PB,分子式为:FeⅢ4[FeⅡ(CN)6]3),接着在普鲁士蓝膜上沉积金纳米层;最后通过石墨纸优良的导电性和比表面积大特性、混合价态过渡金属配合物普鲁士蓝以及金纳米特性的结合使得制得的石墨纸基电化学传感器具有优异的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,进而使得其能够应用于过氧化氢或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的高效检测,同时该制备方法具有操作简单、成本低廉的优点。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是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,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1是应用例1中的H2O2检测的抗干扰图;图2是应用例1中的NADH检测的抗干扰图;图3是检测例1中实施例1中步骤1)处理后的石墨纸的SEM谱图;图4是检测例1中B3的SEM谱图;图5是检测例1中A1的SEM谱图;图6是检测例1中石墨纸的XRD谱图;图7是检测例1中B3的XRD谱图;图8是检测例1中A1的XRD谱图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器,包括石墨纸,石墨纸的表面形成有普鲁士蓝膜,普鲁士蓝膜上沉积有金纳米层。在上述石墨纸基电化学传感器中,各层的厚度可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,石墨纸的厚度为0.1-2mm,普鲁士蓝膜的厚度为20-100nm,金纳米层的厚度为40-100nm。本专利技术还提供了一种上述的石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器的制备方法,包括:1)将石墨纸的表面进行预处理以形成毛面;2)将石墨纸置于混合溶液中进行电化学处理以在石墨纸的表面形成普鲁士蓝膜;3)在形成有普鲁士蓝膜的石墨纸的表面沉积金纳米层以制得石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器;其中,混合溶液含有三价铁盐和铁氰化物。在上述制备方法中,三价铁盐的种类可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,在步骤2)中,三价铁盐选自六水合三氯化铁、无水三氯化铁和六水合三氯化铁中的至少一者。在上述制备方法中,铁氰化物的种类可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,在步骤2)中,铁氰化物选自六水合铁氰化钾。在上述制备方法中,混合溶液中三价铁盐以及铁氰化物的浓度可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,在混合溶液中,三价铁盐的浓度为2-4mmol/L,铁氰化物的浓度为2-4mmol/L。在上述制备方法的步骤2)中,电化学处理的处理方式以及条件可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,在步骤2)中,电化学处理采用循环伏安法进行;循环伏安法满足以下条件:扫描圈数为10-20圈,扫速为45-55mV/s,电位范围为-0.2V~+0.6V。在上述制备方法的步骤3)中,金纳米层的形成方式以及条件可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,在步骤3)中,金纳米层的形成通过以下方式进行:将石墨纸置于氯金酸溶液中进行i-t法电沉积。其中,i-t法电沉积的具体条件也可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,更优选地,在步骤3)中,i-t法电沉积满足以下条件:沉积电位为-0.3~-0.1V,沉积时间为180-220s。在上述制备方法的步骤3)中,氯金酸溶液的浓度可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,氯金酸溶液的浓度为3-5mmol/L。在上述制备方法的步骤3)中,石墨纸的规格可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地,石墨纸的厚度为0.1-2mm,表面积为0.2-2cm2。在上述制备方法的步骤3)中,混合溶液以及氯金酸溶液的用量可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,进一步优选地,以厚度为0.1-2mm、表面积为0.2-2cm2的石墨纸为基准,混合溶液的用量为5-7mL,氯金酸溶液的用量为4-6mL。在上述制备方法的步骤3)中,预处理的具体方式可以在宽的范围内选择,但是为了进一步提高石墨纸基电化学传感器的灵敏度、抗干扰能力、选择性和稳定性,优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器,其特征在于,包括石墨纸,所述石墨纸的表面形成有普鲁士蓝膜,所述普鲁士蓝膜上沉积有金纳米层。

【技术特征摘要】
1.一种石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器,其特征在于,包括石墨纸,所述石墨纸的表面形成有普鲁士蓝膜,所述普鲁士蓝膜上沉积有金纳米层。2.根据权利要求1所述的石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器,其中,所述石墨纸的厚度为0.1-2mm,所述普鲁士蓝膜的厚度为20-100nm,所述金纳米层的厚度为40-100nm。3.一种如权利要求1或2所述的石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器的制备方法,其中,包括:1)将石墨纸的表面进行预处理以形成毛面;2)将所述石墨纸置于混合溶液中进行电化学处理以在所述石墨纸的表面形成普鲁士蓝膜;3)在形成有普鲁士蓝膜的所述石墨纸的表面沉积金纳米层以制得所述石墨纸基普鲁士蓝电化学传感器;其中,所述混合溶液含有三价铁盐和铁氰化物。4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,在步骤2)中,所述三价铁盐选自六水合三氯化铁、无水三氯化铁和六水合三氯化铁中的至少一者,所述铁氰化物选自六水合铁氰化钾。5.根据权利要求3所述的制备方法,其中,在所述混合溶液中,所述三价铁盐的浓度为2-4mmol/L,所述铁氰化物的浓度为2-4mmol/L。6.根据权利要求3所述的制备方法,其中,在步骤2)中,所述电化学处理采用循环伏安法进行;所...

【专利技术属性】
技术研发人员:阚显文汪萌
申请(专利权)人:安徽师范大学
类型:发明
国别省市:安徽,34

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