一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极及其制备方法技术

一种CNTs/poly(β‑CD)复合膜电极及其制备方法，属于一种复合膜及其制备方法。依次由如下步骤制得：（1）玻碳电极预处理、（2）碳纳米管的处理、（3）poly(β‑CD)电极的制备、（4）CNTs电极的制备、（5）CNTs/poly(β‑CD)电极的制备。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术以滴涂有CNTs的玻碳电极作为载体，在其上电聚合poly(β‑CD)，制备CNTs/poly(β‑CD)复合薄膜材料，容易和Pb

【技术实现步骤摘要】
一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极及其制备方法
本专利技术属于一种复合膜及其制备方法，具体属于一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极及其制备方法。
技术介绍
近年来，对重金属的开发加工日渐增多，重金属元素没有经过处理就被排放，进而造成了水体、土质的污染。众所周知，重金属并不能被降解，却能经过食物链不断积累，最终则可能进入并毒害人体。因此，重金属污染是食品、环境、卫生监测的重中之重。目前，微量重金属的测定有多种成熟的分析检测方法。如紫外可见分光光度法（UV）、原子吸收法（AAS）、拉曼光谱法、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）、高效液相色谱法（HPLC）、离子色谱法等，它们虽都有各自的优点，但也普遍存在设备价格昂贵，仪器维护费用较大，应用面窄等缺点。近年来界面电化学发展迅速，相对于光度法等其他检测重金属离子方法的昂贵，操作复杂，电化学分析方法不仅灵敏、快速、高效，而且操作简单、便于携带、成本较低，被广泛应用到检测重金属离子之中，并受到人们越来越多的的重视。因此，人们希望能有一种可有效检测水中重金属的电极材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上面所述缺陷，提供一种操作简单、便于携带的CNTs/poly(β-CD)复合膜电极，该复合膜电极能有效检测水中重金属电极材料。本专利技术的另一目的是提供一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现的。一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极，其特征在于：依次由如下步骤制得：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30nm的抛光粉（Al2O3），然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10~15s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5mMK3Fe(CN)6、0.2MKNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极（SCE），对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极（GCE）（直径3mm），使用循环伏安法，在0~0.5V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64mV左右，80mV以内，换入0.2MH2SO4溶液中激活，在-0.2~1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100mL0.4M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5h；2）在100mL的H2SO4和HNO3混合溶液（浓度比为3:1）中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24h；4）取5mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(β-CD)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50mL，加入0.125mMβ-环糊精，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的混合溶液后拿出放置备用；三电极体系同步骤（1），扫描范围为-1~2V，扫速为100mV/s；沉积结束后得到聚β-环糊精电极，用去离子冲洗干净后备用；（4）CNTs电极的制备用移液枪取6μL浓度为0.5mg/mL的MWCNTs滴至玻碳电极（GCE）表面，置于紫外灯下，干燥后拿出得到CNTs电极，用去离子冲洗后吹干备用，样品命名为CNTs电极；（5）CNTs/poly(β-CD)电极的制备取CNTs电极放入已经配好的环糊精PBS混合溶液中（浓度与步骤（3）同）；三电极体系同步骤（1），使用循环伏安进行电聚合，扫描范围为-1~2V，扫速为50mV/s；沉积结束后得到CNTs/poly(β-CD)电极，用去离子冲洗干净后备用，得到CNTs/poly(β-CD)电极。一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极的制备方法，其特征在于：依次采用如下步骤：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30nm的抛光粉（Al2O3），然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10~15s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5mMK3Fe(CN)6、0.2MKNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极（SCE），对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极（GCE）（直径3mm），使用循环伏安法，在0~0.5V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64mV左右，80mV以内，换入0.2MH2SO4溶液中激活，在-0.2~1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100mL0.4M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5h；2）在100mL的H2SO4和HNO3混合溶液（浓度比为3:1）中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24h；4）取5mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(β-CD)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50mL，加入0.125mMβ-环糊精，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的混合溶液后拿出放置备用；三电极体系同步骤（1），扫描范围为-1~2V，扫速为100mV/s；沉积结束后得到聚β-环糊精电极，用去离子冲洗干净后备用；（4）CNTs电极的制备用移液枪取6μL浓度为0.5mg/mL的MWCNTs滴至玻碳电极（GCE）表面，置于紫外灯下，干燥后拿出得到CNTs电极，用去离子冲洗后吹干备用，样品命名为CNTs电极；（5）CNTs/poly(β-CD)电极的制备取CNTs电极放入已经配好的环糊精PBS混合溶液中（浓度与步骤（3）同）；三电极体系同步骤（1），使用循环伏安进行电聚合，扫描范围为-1~2V，扫速为50mV/s；沉积结束后得到CNTs/poly(β-CD)电极，用去离子冲洗干净后备用，得到CNTs/poly(β-CD)电极。1891年，β-环糊精(β-Cyclodextyin，简称β-CD)问世，初期由于被归属于精细化学品，价格昂贵，因此应用受限，不能得以广泛应用。后来随着生物技术的不断前进，β-CD可以大规模生产，变的廉价以后很快在工农业、医药还有食品、化妆品等领域取得广泛应用。D-葡萄糖相互以a-1,4糖贰键相连，形成环糊精（CD）分子，呈闭合的筒状结构。筒状CD分子的中心电子密度很高，伯羟基和仲羟基分别从两端凸出。β-CD具有环糊精的共性，分子结构很特别，分子中心疏水，外面亲水，中心的空穴可以吸附各种客体分子形成稳定的包合物，避免因光照、挥发、氧化等造成客体损失。β-CD的应用中，较多是以β-CD为母体进行化学修饰，还有就是β-CD的共价固载，固载化可以解决β-CD水溶性好，难以回收的问题，也可以保留β-C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CNTs/poly(β‑CD)复合膜电极，其特征在于：依次由如下步骤制得：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30 nm的抛光粉，然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10 ~ 15 s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20 s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5 mM K3Fe(CN)6、0.2 M KNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极，对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极，使用循环伏安法，在0 ~ 0.5 V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64 mV左右，80 mV以内，换入0.2 M H2SO4溶液中激活，在‑0.2 ~ 1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0 g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100 mL 0.4 M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5 h；2）在100 mL的H2SO4和HNO3混合溶液中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24 h；4）取5 mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10 mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(β‑CD)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1 M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50 mL，加入0.125 mM β‑环糊精，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的混合溶液后拿出放置备用；三电极体系同步骤（1），扫描范围为‑1 ~ 2 V，扫速为100 mV/s；沉积结束后得到聚β‑环糊精电极，用去离子冲洗干净后备用；（4）CNTs电极的制备用移液枪取6 μL浓度为0.5 mg/mL的MWCNTs滴至玻碳电极表面，置于紫外灯下，干燥后拿出得到CNTs电极，用去离子冲洗后吹干备用，样品命名为CNTs电极；（5）CNTs/ poly(β‑CD)电极的制备取CNTs电极放入已经配好的环糊精PBS混合溶液中，浓度与步骤（3）同；三电极体系同步骤（1），使用循环伏安进行电聚合，扫描范围为‑1 ~ 2 V，扫速为50 mV/s；沉积结束后得到CNTs/poly(β‑CD)电极，用去离子冲洗干净后备用，得到CNTs/poly(β‑CD)电极。...

【技术特征摘要】
1.一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极，其特征在于：依次由如下步骤制得：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30nm的抛光粉，然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10~15s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5mMK3Fe(CN)6、0.2MKNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极，对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极，使用循环伏安法，在0~0.5V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64mV左右，80mV以内，换入0.2MH2SO4溶液中激活，在-0.2~1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100mL0.4M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5h；2）在100mL的H2SO4和HNO3混合溶液中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24h；4）取5mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(β-CD)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50mL，加入0.125mMβ-环糊精，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的混合溶液后拿出放置备用；三电极体系同步骤（1），扫描范围为-1~2V，扫速为100mV/s；沉积结束后得到聚β-环糊精电极，用去离子冲洗干净后备用；（4）CNTs电极的制备用移液枪取6μL浓度为0.5mg/mL的MWCNTs滴至玻碳电极表面，置于紫外灯下，干燥后拿出得到CNTs电极，用去离子冲洗后吹干备用，样品命名为CNTs电极；（5）CNTs/poly(β-CD)电极的制备取CNTs电极放入已经配好的环糊精PBS混合溶液中，浓度与步骤（3）同；三电极体系同步骤（1），使用循环伏安进行电聚合，扫描范围为-1~2V，扫速为50mV/s；沉积结束后得到CNTs/poly(β-CD)电极，用去离子冲洗干净后备用，得到CNTs/poly(β-CD)电极。2.根据权利要求1所述的一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极，其特征在于：所述步骤（1）中工作电极选用玻碳电极的直径3mm。3.根据权利要求1所述的一种CNTs/poly(β-CD)复合膜电极，其特征在于：所述步骤（2）中H2SO4和HNO3混合溶液的浓度比为3:1。4.一种CNT...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷健雄，陈宏文，罗旭彪，吴敏，
申请(专利权)人：江西怡杉环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36