本文公开了一种石墨烯修饰电极、制备及其对辛硫磷的快速检测。通过氧化石墨烯的电化学原位沉积还原，制备了石墨烯修饰电极。得到的修饰电极对杀虫剂辛硫磷表现出更加出色的电催化活性和更好的灵敏度，在检测辛硫磷时表现出良好的稳定性、再现性和抗干扰能力，同时，ERGO/GCE电极在制备过程中表现出简便、高效、廉价、快速以及绿色环保等众多优点，是一种快速有效检测辛硫磷的新型传感器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学分析检测
，具体涉及到一种电化学沉积还原氧化石墨烯修饰电极(ERGO/GCE )的制备以及此电极在检测杀虫剂辛硫磷方面的应用。
技术介绍
石墨烯的制备方法目前已有很多报道，主要有机械剥离、化学气相沉积法、外延生长法、电弧法等，这些方法都有他们的优点和不足之处，但是，其中最简单方面的方法是还原氧化石墨烯。氧化石墨烯(GO)是一种高度氧化的石墨烯，含有大量的含氧官能团，比如羧基、羟基和环氧基等，这些含氧基团的存在使得氧化石墨烯具有良好的亲水性，容易溶解于水溶液中。为了让导电性差的氧化石墨烯还原成石墨烯，已有很多报道过的方法，比如热还原法、化学还原法、电化学还原法等。相比与化学还原和热还原，电化学还原法因其过程简单快速无污染，反应温和，是最简便、最廉价的还原方法。一般地，电化学还原氧化石墨烯要经历两个过程，首先氧化石墨烯通过溶液沉积的方式修饰在电极的表面，然后经过电化学还原得到石墨烯。目前，电化学还原氧化石墨烯应用于电化学传感的已有相关报道，Cui等将ERGO修饰电极用于对茶碱的电化学检测，检测限达到0.1 yM，表现出良好的电化学性能。辛硫磷，一种有机硫代磷酸盐类杀虫剂，能够有效抑制乙酰胆碱酶的活性引发神经性毒害，在许多国家农业生产中被广泛应用。但农药的不合理使用导致许多粮食、水果、蔬菜等产品中农药残留量超标，对人类的生命安全和健康构成了严重威胁。因此，发展快速灵敏可靠的辛硫磷的检测方法是很有必要的。最近，电化学传感由于其简便、快速、灵敏等优点成为研宄的热点。目前，采用电化学传感对辛硫磷进行检测已有相关研宄，谭琳等以喷金的聚碳酸酯模板为工作电极，采用电沉积法从氯化锌和氯化钾溶液中制得氧化锌纳米棒，再通过在氧化锌纳米棒修饰电极的表面直接固定乙酰胆碱酯酶，制备出乙酰胆碱酯酶生物传感器用于对辛硫磷进行检测。此修饰电极制作过程过于繁琐，不利于实际应用的快速检测。
技术实现思路
本专利技术的目地在于提供一种简便快速的制备电化学还原的ERG0/GCE修饰电极，并应用于直接快速地通过电化学方法检测杀虫剂辛硫磷。实现本专利技术目的的技术解决方案为: 一种电化学原位沉积的ERG0/GCE电极，所述电极由以下步骤来制备:(1)将适量的GO在PBS缓冲液中超声分散，形成一定浓度的GO均匀分散液； (2)玻碳电极(GCE)抛光、清洗后自然晾干待用； (3)还原之前，将GO均匀分散液进行强烈的搅拌并不断的通入N2;(4)选用循环伏安法对GO进行电化学原位沉积还原，以GO均匀分散液为电解液，使用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、玻碳电极为工作电极，调节低电位为-1.6—2.0V，高电位为0.3-0.7V，扫描速度为30~150mV圈，在此期间保持强烈搅拌和N2鼓入； (5)将制备好的电极用蒸馏水多次冲洗，除去吸附在电极表面的其他物质，得到ERGO/GCE电极，然后保存在水溶液中。其中，步骤(I)中，PBS溶液的pH值在6-7之间，GO均匀分散液的浓度为0.5~2.0mg/mLο步骤(3)中，通入N2的时间为5~20 min。上述电化学原位沉积还原的ERG0/GCE电极在检测杀虫剂辛硫磷的应用，具体检测方法如下: 将电化学原位沉积还原的ERG0/GCE电极放置于pH值1.8-8.9的缓冲溶液中，通氮气5~20分钟，加入一定量的辛硫磷，使用循环伏安法，检测电极对杀虫剂辛硫磷的电化学响应。其中，缓冲溶液选用的是CPS，杀虫剂辛硫磷的浓度为0.06-3.0 μ M，循环伏安法使用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、ERG0/GCE电极为工作电极，调节低电位为-0.9—1.1V，高电位为-0.6—0.4V，扫描速度为30~150mV s'与现有的技术相比，其显著的优点是: (I)在PBS溶液中用电化学方法制备了 ERG0/GCE电极，制备过程中表现出简便、高效、成本低廉、快速以及绿色环保等众多优点，制备出的ERG0/GCE电极沉积均匀、环境稳定性好。(2)制备的ERG0/GCE电极在辛硫磷的CV曲线上有强的电流响应，应用于杀虫剂辛硫磷的电化学检测有较低的检出限(~40.6nM)，线性相关系数为0.997。(3)检测方法快速而准确，ERG0/GCE电极表现出良好的稳定性、再现性和抗干扰能力。【附图说明】图1是本专利技术ERG0/GCE电极的制备过程的CV图(实施例1)。图2是本专利技术实施例1制备的ERG0/GCE电极的SEM图(A的放大倍数为1000，B的放大倍数5000)。图3是本专利技术ERG0/GCE电极在不同pH条件下对辛硫磷检测的CV响应曲线(A)和响应峰电流-pH图(B)。图4是本专利技术ERG0/GCE电极上不同浓度辛硫磷的CV响应曲线(A)和还原峰电流与辛硫磷浓度的线性校正曲线图(B)，扫速100mV/s。【具体实施方式】下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本专利技术。实施实例1: (1)取10mg制备好的G0，在10 mL的PBS缓冲液(pH=6.5)中超声分散，形成浓度为1.0 mg/mL的GO均勾分散液； (2)玻碳电极在使用前先进行预处理，先将玻碳电极在抛光布上依次用粒径为1.0,0.3和0.05 μΜ的Ct-Al2O3打磨成镜面，再分别在乙醇、二次蒸馏水中各超声清洗约2 min，并用氮气吹干，自然晾干待用； (3)还原之前，GO溶液要进行强烈的搅拌并不断的通入N210分钟； (4)电化学原位沉积还原方法选用循环伏安法，使用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极，玻碳电极为工作电极，调节电位区间为0.5~-1.8V，扫描速度为50mV/s，扫描10圈，在此期间保持强烈搅拌和N2鼓入； (5)将制备好的电极用蒸馏水多次冲洗，除去吸附在电极表面的其他物质，得到ERGO/GCE电极，然后保存在水溶液中。实施实例2: (1)取5mg制备好的G0，在10 mL的PBS缓冲液(pH=6.5)中超声分散，形成浓度为0.5mg/mL的GO均勾分散液； (2)玻碳电极在使用前先进行预处理，先将玻碳电极在抛光布上依次用粒径为1.0,0.3和0.05 μΜ的Ct-Al2O3打磨成镜面，再分别在乙醇、二次蒸馏水中各超声清洗约2 min，并用氮气吹干，自然晾干待用； (3)还原之前，GO溶液要进行强烈的搅拌并不断的通入N25min ; (4)电化学原位沉积还原方法选用循环伏安法，使用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极，玻碳电极为工作电极，调节电位区间0.3—2.0V，扫描速度为30mV/s，扫描10圈，在此期间保持强烈搅拌和N2鼓入； (5)将制备好的电极用蒸馏水多次冲洗，除去吸附在电极表面的其他物质，得到ERGO/GCE电极，然后保存在水溶液中。实施实例3: (1)取15mg制备好的G0，在10 mL的PBS缓冲液(pH=6.5)中超声分散，形成浓度为1.5 mg/mL的GO均勾分散液； (2)玻碳电极在使用前先进行预处理，先将玻碳电极在抛光布上依次用粒径为1.0,0.3和0.05 μΜ的Ct-Al2O3打磨成镜面，再分别在乙醇、二次蒸馏水中各超声清洗约2 min，并用氮气吹干，自然晾干待用； (3)还原之前，GO溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石墨烯修饰电极，其特征在于，所述修饰电极由以下步骤来制备：（1）将GO在PBS缓冲液中超声分散，形成GO均匀分散液；（2）玻碳电极抛光、清洗后自然晾干待用；（3）还原之前，将GO均匀分散液进行强烈的搅拌并不断的通入N2；（4）选用循环伏安法对GO进行电化学原位沉积还原制备所述石墨烯修饰电极：以GO均匀分散液为电解液，使用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极、铂电极为对电极、玻碳电极为工作电极，调节低电位为‑1.6~‑2.0V，高电位为0.3~0.7V，扫描速度为30~150mV s‑1，扫描5~20圈，在此期间保持强烈搅拌和N2鼓入。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李季，易阳，雷武，夏明珠，郝青丽，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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