基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法及检测方法技术

技术编号:21888480 阅读:18 留言:0更新日期:2019-08-17 13:16
本发明专利技术涉及分析检测技术领域,具体涉及一种基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法及检测方法。本发明专利技术的电化学传感器能够实现三种苯二酚异构体的灵敏、快速、同时检测,检出限低至0.01μM。本发明专利技术制备方法将裸玻碳电极用Al2O3粉末在鹿皮上抛光成镜面后,依次在丙酮、HNO3和二次蒸馏水中超声5 min,将准备好的电极置于K3[Fe(CN)6]溶液中,采用循环伏安法进行测试,若电位差在80 mV以内方可进行下一步,否则重复上述步骤,测试合格的电极置于NaOH溶液中,计时电位法进行电沉积,恒电流为0.1~0.5 mA,沉积时间为20~300 s,之后用蒸馏水洗涤电极即可,采用一定的检测方法进行检测。

Preparation and Detection of Hydroquinone Electrochemical Sensor Based on Sodium Hydroxide

【技术实现步骤摘要】
基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法及检测方法
本专利技术涉及分析检测
,具体涉及一种基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法及检测方法。
技术介绍
对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CC)及间苯二酚(RC)是二羟基苯的三种异构体,是广泛应用于染料、光稳定剂、电镀材料、抗氧化剂等领域的主要原料。这三种二羟基苯具有抗氧化、抗病毒、毒性、致癌性以及影响某些酶活性等生物学意义和环境意义,因此定量分析是非常必要的。电化学检测方法作为一种快速检测方法,具有操作简单、价格低廉和灵敏度高等优点,但传统的电化学传感器灵敏度较低、选择性差,无法满足复杂样品中同时识别三种异构体的分析要求。近年来,基于修饰电极的电化学检测方法的研究报道越来越多,如碳纳米材料、金属纳米材料、金属有机框架材料等,这些方法虽然都能有效提高传感器的性能,但存在制备方法复杂、材料昂贵等不足。目前,基于修饰电极的苯二酚电化学传感器主要存在以下问题:第一,制备方法复杂,大多采用碳纳米材料、金属纳米材料及其复合材料进行修饰,其合成步骤繁多且耗时较长;第二,金属材料多采用金、银等贵金属,价格昂贵,难以大规模推广应用。因此,制备方法简单、价格低廉、检测灵敏度高的氢氧化钠修饰电极的研发,有利于实现苯二酚异构体的大规模快速检测,目前,基于氢氧化钠修饰电极的苯二酚电化学传感器未见报道。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术为解决现有存在的修饰电极的制备步骤繁琐且耗时长和修饰电极的成本高,不利于大规模推广的问题,提供一种基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法及检测方法。为解决现有技术存在的问题,本专利技术的技术方案是:基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法,其特征在于:所述的制备方法为:将裸玻碳电极(GCE)用0.05μM的Al2O3粉末在鹿皮上抛光成镜面后,依次在丙酮、HNO3和二次蒸馏水中超声5min,将准备好的电极置于K3[Fe(CN)6]溶液中,0~0.6V范围内,扫描速度为50mV/s,采用循环伏安法(CV)进行测试,若电位差在80mV以内方可进行下一步,否则重复上述步骤,测试合格的电极置于浓度为0.1~3.0M的NaOH溶液中,计时电位法进行电沉积,恒电流为0.1~0.5mA,沉积时间为20~300s,之后用蒸馏水洗涤电极即可。基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的检测方法,其特征在于:所述的检测方法为:将制备好的电极置于空白PBS溶液中用循环伏安法(CV)扫描两圈,用蒸馏水洗涤。然后,将其放入待测样品中孵化1~6min,采用方波伏安法(SWV)进行测试,将峰电流值代入标准曲线进行苯二酚的定量分析。所述的循环伏安法的电位范围为-0.3V~0.8V,扫速为50mV/s。所述的PBS溶液的浓度为0.1~0.2M,pH6.0~8.0。与现有技术相比,本专利技术的优点如下:本专利技术的电化学传感器能够实现三种苯二酚异构体(HQ、CC、RC)的灵敏、快速、同时检测,检出限低至0.01μM。附图说明图1是在3.0MNaOH、0.2mA条件下不同沉积时间的NaOH修饰电极的扫描电镜图(10万倍):(A)5s,(B)10s,(C)15s,(D)20s,(E)25s,(F)30s;图2中(A)和(B)是Na元素和O元素的分布图;(C)是NaOH修饰玻碳电极的能谱图;图3是不同检测模式下苯二酚的SWV曲线;图4是不同方式修饰NaOH的电极检测苯二酚的SWV曲线;图5是在不同溶液中采用电沉积方法制备的修饰电极检测苯二酚的SWV曲线;图6是不同种类电极的检测苯二酚的SWV曲线;图7中(A)50μMHQ、CC、RC在不同pH值磷酸盐缓冲液(PBS)中的SWV曲线;(B)为峰电位随pH值的变化曲线;(C)为峰电流随pH值的变化曲线;图8为不同孵化时间与三种苯二酚的峰电流之间的折线图;图9中(A)为不同浓度的HQ、CC、RC在NaOH/GCE上的SWV曲线;(B)为标准曲线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本专利技术基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法为:将裸玻碳电极(GCE)用0.05μM的Al2O3粉末在鹿皮上抛光成镜面后,依次在丙酮、HNO3(1:1,v/v)和二次蒸馏水中超声5min,将准备好的电极置于K3[Fe(CN)6]溶液中,0~0.6V范围内,扫描速度为50mV/s,采用循环伏安法(CV)进行测试,若电位差在80mV以内方可进行下一步,否则重复上述步骤。测试合格的电极置于浓度为0.1~3.0M的NaOH溶液中,计时电位法进行电沉积,恒电流为0.1~0.5mA,沉积时间为20~300s,之后用蒸馏水洗涤电极。本专利技术基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的检测方法为:将制备好的电极置于空白PBS溶液(0.1~0.2M,pH6.0~8.0)中用循环伏安法(CV)扫描两圈(电位范围为-0.3V~0.8V,扫速为50mV/s),用蒸馏水洗涤,然后,将其放入待测样品中孵化1~6min,采用方波伏安法(SWV)进行测试,将峰电流值代入标准曲线进行苯二酚的定量分析。为了研究电沉积时间对纳米氢氧化钠结构的影响,实验对NaOH溶液浓度为3.0M、恒电流为0.2mA、电沉积时间为5~30s的氢氧化钠修饰玻碳电极(NaOH/GCE)进行了扫描电镜分析(SEM)。图1是不同沉积时间制备NaOH/GCE的扫描电镜图(10万倍):其中(A)5s,(B)10s,(C)15s,(D)20s,(E)25s,(F)30s,从图中可以看出:NaOH在电极表面形成的结构均为短棒状,长度约为100nm~200nm,沉积时间不同,NaOH纳米棒的长径比和电极表面的覆盖密度也不同。为了验证NaOH是否可以成功沉积于GCE表面,实验对NaOH溶液浓度为3.0M、恒电流为0.2mA、电沉积时间为20s的NaOH/GCE进行了EDX能谱分析,图2中(A)和(B)是Na元素和O元素分布图;(C)是EDX能谱图。可以明显看出,O和Na在整个电极表面的分布较均匀,这与扫描电镜分析结果一致,证明NaOH晶体成功沉积在了玻碳电极表面。为了研究不同电化学测试模式对苯二酚在NaOH/GCE上电化学响应信号的影响,实验以NaOH溶液浓度为3.0M、恒电流为0.2mA、电沉积时间为20s条件下制备的NaOH/GCE为工作电极,采用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)、线性扫描伏安法(LSV)、方波扫描伏安法(SWV)对50.0μM苯二酚混合液进行分析。图3是不同测试模式下50.0μM苯二酚的电化学响应曲线:(a)CV,(b)DPV,(c)LSV,(d)SWV。首先,从图3(a)中可以看出HC、CC在氢氧化钠修饰电极(NaOH/GCE)表面分别呈现了一对可逆的电化学氧化还原峰,而RC仅在0.698V时呈现出一个不可逆氧化峰。其次,通过比较四种测试模式下的电化学响应曲线,可以看出CV和DPV模式下峰电位较高,且响应信号较弱,相比之下,SWV模式具有更高的峰电流,因此在后续的实验中都选择SWV模式。为了研究NaOH在GCE上的修饰方式对苯二酚电化学响应信号的影响,实验采用了四种方式修饰NaOH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法,其特征在于:所述的制备方法为:将裸玻碳电极(GCE)用0.05μM的Al2O3粉末在鹿皮上抛光成镜面后,依次在丙酮、HNO3和二次蒸馏水中超声5min,将准备好的电极置于K3[Fe(CN)6]溶液中,0~0.6V范围内,扫描速度为50mV/s,采用循环伏安法(CV)进行测试,若电位差在80mV以内方可进行下一步,否则重复上述步骤,测试合格的电极置于浓度为0.1~3.0M的NaOH溶液中,计时电位法进行电沉积,恒电流为0.1~0.5mA,沉积时间为20~300s,之后用蒸馏水洗涤电极即可。

【技术特征摘要】
1.基于氢氧化钠的苯二酚电化学传感器的制备方法,其特征在于:所述的制备方法为:将裸玻碳电极(GCE)用0.05μM的Al2O3粉末在鹿皮上抛光成镜面后,依次在丙酮、HNO3和二次蒸馏水中超声5min,将准备好的电极置于K3[Fe(CN)6]溶液中,0~0.6V范围内,扫描速度为50mV/s,采用循环伏安法(CV)进行测试,若电位差在80mV以内方可进行下一步,否则重复上述步骤,测试合格的电极置于浓度为0.1~3.0M的NaOH溶液中,计时电位法进行电沉积,恒电流为0.1~0.5mA,沉积时间为20~300s,之后用蒸馏水洗涤电极即可。2.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员:张敏冶婧张泽源王超奇方飘飘
申请(专利权)人:西北农林科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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