本发明专利技术涉及电化学检测技术，具体涉及一种海水中同时检测对苯二酚和邻苯二酚的修饰电极以及该电极材料的制备与检测方法。制备流程如下：表面改性的MWCNTs和Co(Ac)2加入无水乙醇超声处理，缓慢滴加氨水并搅拌，后转移至反应釜内进行水热反应，清洗干燥制得Co3O4/MWCNTs纳米复合材料。Co3O4/MWCNTs修饰的玻碳电极通过示差脉冲伏安测量实现了弱碱性条件下邻苯二酚和对苯二酚的同时高效检测。邻苯二酚检测范围为10‑700μM，检测限达8.5μM,对苯二酚的检测范围为10‑800μM，检测限达5.6μM。同时，该电极材料在实际海水环境下也实现了对邻苯二酚和对苯二酚的同时高效检测，具有稳定性好，检测范围宽，灵敏度和重现性较好的优点，可以用于河水和海水中酚类的高效测定。
【技术实现步骤摘要】
一种用于海水中同时检测对苯二酚和邻苯二酚的电极修饰材料
本专利技术涉及电化学检测技术，具体涉及一种检测海水环境中对苯二酚和邻苯二酚的修饰电极，还涉及该电极的制备方法，以及检测方法。
技术介绍
苯二酚是重要的化工原料，在日常生产生活中广泛用于化妆品、制革、农药、调味品、制药和合成染料等方面。对苯二酚（HQ）和邻苯二酚（CC）是两种苯二酚的同分异构体，作为高毒性环境污染物通常存在于环境样品中，对苯二酚会导致疲劳、头痛和肾脏损害，邻苯二酚会造成肝功能下降。作为美国环境保护协会（EPA）和欧盟（EU）的优先检测污染物，HQ和CC在自然生态环境中难以自然降解而且即使在浓度很低的情况下也会对人类和动植物产生极大的毒害作用。因此对于分析化学领域的研究人员来说实现HQ和CC的同时检测一直是重要的研究课题。在过去的几年里，已经开发出来很多种可以实现这两种同分异构体检测的分析法，包括高效液相色谱法、气相色谱分析法、分光光度法和荧光分析法等。虽然这些方法精密度和灵敏度较高，可同时检测多种目标物，但是所用的仪器多数比较昂贵，需要的试剂消耗量大，并且样品预处理繁琐，仪器操作复杂。近年来，电化学传感检测方法由于检测操作简单迅速，检测成本低廉，没有复杂的样品预处理，并且灵敏度高选择性好而受到人们的青睐。在实现电化学同时检测苯二酚同分异构体的过程中，为了获得更强的信号峰，通常会采用多种复合材料来修饰玻碳电极，如贵金属纳米粒子、金属氧化物、碳纳米材料和高分子聚合物等。虽然目前对于对苯二酚和邻苯二酚的同时检测工作已有报导，但他们大都是在酸性或中性条件下进行，如专利201310486179.1、201410168270.3和201710563943.9，且线性检测范围不够宽，极少有报道适用于检测碱性环境的下苯二酚污染物的传感器，由于海水是弱碱性其pH值一般在7.0-8.5之间，且由于海水的强干扰很难有合适材料可在弱碱性海水条件下实现高效检测。因此，研发一种可以应用于碱性环境下，尤其是实际海水环境中，同时检测对苯二酚和邻苯二酚的电极材料具重要的研究价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种海水环境下可同时效检测出对苯二酚和邻苯二酚的修饰电极。本专利技术将Co3O4纳米材料与表面改性后的MWCNTs相复合，既可以解决单纯Co3O4纳米材料易团聚的问题又能提高其导电性能，增强传感器的检测灵敏度。该材料展现出了很强的电化学传感性能，在弱碱性环境中可电催化氧化邻苯二酚和对苯二酚产生不同峰电位的氧化电流，实现海水中对苯二酚和邻苯二酚的同时高效检测。其中，邻苯二酚检测范围达到10-700μM，检测限达到了8.5μM,对苯二酚的检测范围达到了10-800μM，检测限达到5.6μM。同时，实际海水中该电极材料也实现了海水环境下的邻苯二酚和对苯二酚的同时高效检测。该修饰电极海水环境下稳定性好，检测范围宽，灵敏度和重现性较好，可以用于河水和海水中酚类的高效测定。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种用于同时检测海水样中对苯二酚和邻苯二酚的修饰电极，所述修饰电极为Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极。上述修饰电极的制备方法是：首先将表面改性处理后的MWCNTs和Co(Ac)2加入无水乙醇中超声处理，然后在室温中下边搅拌边缓慢滴加一定量NH3‧H2O。然后将前述混合溶液转移到反应釜内进行水热反应，样品清洗干燥制得Co3O4/MWCNTs纳米复合材料，其中直径在8-15nm的Co3O4颗粒均匀包覆于碳纳米管上，形成电缆状包覆纳米结构。最后，打磨抛光清洗玻碳电极，使用0.5wt.%的CS醋酸溶液配制出浓度为10mg/mL的Co3O4/MWCNTs悬浊液，超声混合均匀后旋涂于玻碳电极，冻干制得玻碳电极。通过示差脉冲伏安测量实现了弱碱性(pH约7.5,8.2)条件下同时高效检测海水中的对苯二酚和邻苯二酚。所述Co3O4/MWCNTs纳米复合材料的制备方法及修饰电极的具体步骤如下：（1）将表面改性处理后的MWCNTs和Co(Ac)2加入无水乙醇中超声处理；（2）然后在室温中下边搅拌边缓慢滴加一定量NH3‧H2O；然后将前述混合溶液转移到反应釜内进行水热反应，样品清洗干燥制得Co3O4/MWCNTs纳米复合材料；（3）打磨抛光清洗玻碳电极，使用0.5wt.%的CS醋酸溶液配制出浓度为10mg/mL的Co3O4/MWCNTs悬浊液，超声混合均匀后旋涂于玻碳电极，冻干制得玻碳电极。所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的应用，通过示差脉冲伏安测量实现了弱碱性(pH约8.2)条件下同时高效检测海水中的对苯二酚和邻苯二酚。所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的制备方法中表面改性处理后的MWCNTs是利用65%的浓硝酸溶液中超声活化30min，分离后改性碳管用去离子水离洗涤至中性，抽滤后置于烘箱中80℃干燥。所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的制备方法中表面改性后的MWCNT和Co(Ac)2质量比为1：1-1：10。所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的制备方法中加入氨水量为溶液的1/10，并继续搅拌10min。所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的制备方法中加入水热反应温度为130°-180°，保温反应3小时。所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的制备方法中清洗依次用无水乙醇和超纯水各3次，然后置于60℃烘箱内干燥6h。附图说明图1、(a-c)Co3O4/MWCNTs的SEM图；(b，d)TEM图；(f)结构示意图。图2、pH=7.5和8.2环境中HQ和CC在Co3O4/MWCNTs修饰电极表面的电化学行为。图3(a)向缓冲液中连续加入等量HQ和CC所记录的DPV响应曲线;(b)同时测定HQ和CC时，HQ的响应线性拟合曲线；(c)CC的响应线性拟合曲线。图4为Co3O4/MWCNTs传感器在检测HQ(a)和CC(b)过程中的抗干扰性;(c)连续测试10次DPV响应短期稳定性;(d)储存4周内的重现性和长期稳定性。图5为Co3O4/MWCNTs所构建电化学传感器对HQ和CC检测分析及样品回收率。表1实际海水样品中HQ和CC检测分析及样品回收率。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施案例对本专利技术进一步说明。实施例1Co3O4/MWCNTs复合纳米材料的制备首先进行MWCNTs的表面改性处理。将0.5gMWCNTs加入50mL65%的浓硝酸溶液中超声处理30min，然后将超声后的混合物在150℃的油浴温度下磁力搅拌12h，冷却静置处理，小心加水搅拌超声15min，继续静置待分层后移除上清液，直至加水静置后不再分层，用去离子水离洗涤至中性，抽滤后置于烘箱中80℃干燥5h。将20mg表面改性处理后的MWCNTs和0.1gCo(Ac)2‧4H2O2加入25mL无水乙醇中超声处理20min，然后在室温中以400rad/min的磁力搅拌下缓慢滴加2.5mL氨水。然后将混合均一溶液转移到50mL聚四氟乙烯反应釜内密封，在160℃环境下反应3h。冷却至室温后将反应产物离心收集，并依次用无水乙醇和超纯水清洗3次，置于70℃烘箱内干燥6h得到Co3O4/MWCNTs复合纳米材料。Co3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于同时检测海水中对苯二酚和邻苯二酚的修饰电极，其特征在于：所述修饰电极为Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极。
【技术特征摘要】
1.一种用于同时检测海水中对苯二酚和邻苯二酚的修饰电极，其特征在于：所述修饰电极为Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极。2.一种权利要求1所述Co3O4/MWCNTs纳米复合材料的制备方法及修饰电极，其特征在于：（1）将表面改性处理后的MWCNTs和Co(Ac)2加入无水乙醇中超声处理；（2）然后在室温中下边搅拌边缓慢滴加一定量NH3‧H2O；然后将前述混合溶液转移到反应釜内进行水热反应，样品清洗干燥制得Co3O4/MWCNTs纳米复合材料；（3）打磨抛光清洗玻碳电极，使用0.5wt.%的CS醋酸溶液配制出浓度为10mg/mL的Co3O4/MWCNTs悬浊液，超声混合均匀后旋涂于玻碳电极，冻干制得玻碳电极。3.根据权利要求1所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的应用，通过示差脉冲伏安测量实现了弱碱性（pH在7.0-8.5）条件下同时高效检测海水中的对苯二酚和邻苯二酚。4.根据权利要求2所述的Co3O4/MWCNTs纳米复合材料修饰电极的制备方法，其特征在于所述直径在8-15nm的Co3O4颗粒均匀包覆于碳纳米管上，形成电缆状包覆纳米结构。5.根据权利要求2所述的C...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈灏，陈博扬，宋亚文，陈守刚，
申请(专利权)人：陈守刚，
类型：发明
国别省市：山东,37
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