一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法技术

本发明专利技术提供一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法。本发明专利技术采用共聚物Nafion修饰的玻碳电极，用于苯基脲类除草剂异丙隆检测中。该电化学传感检测方法对异丙隆具有快速响应、特异性识别能力和极高灵敏的特性；在0.09‑20.0μmol·L

A Nafion modified glassy carbon electrode for the electrochemical detection of isoproturon

【技术实现步骤摘要】
一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法
本专利技术涉及电化学检测
，具体是涉及一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法。
技术介绍
异丙隆(ISO)是一种广泛使用的苯基脲类除草剂，主要通过在植物生长出地面之前施加到土壤中，同时在作物的生长过程中也会浸入到土壤中，异丙隆对水生物有剧毒，并且在土壤中转移到作物中，对人体伤害较大。目前，应用于异丙隆检测的传统方法有紫外光谱、毛细电泳、分光光度法、气相色谱法和液相色谱法等，但存在需要复杂的检测设备、样品需要进行复杂的前处理、还需要使用有毒有机溶剂等缺点。电化学传感法相对于传统方法有检测速度快、成本低等优点，而使用电化学传感法检测异丙隆的报道较少，该法主要是通过对电极进行修饰来达到检测的目的。已报道的用于异丙隆检测的修饰电极主要有：黏土修饰玻碳电极(Clay-CMC/GCE)(P.Manisankar,etc.AppliedClayScience,29(2005):249-257.)、聚吡咯分子印迹修饰玻碳电极(MIT-GCE)(P.Manisankar,etc.AppliedClayScience,29(2005):249-257.)、石墨烯修饰电极(Graphene-SPCE)(PeeyanunNoyrod,etc.JournalofElectroanalyticalChemistry,719(2014):54–59.；CN104090013B)。上述方法均存在制备过程复杂的缺点，且由于异丙隆的电化学活性低，通常灵敏度较低，检测限较高。其中MIT-GCE是利用聚吡咯膜经模板提取后，对异丙隆有选择性识别功能的特点，因此检测限较低。但由于异丙隆的强污染能力，上述修饰电极不能重复使用，方法重复性较差，极大地限制了其实际使用价值。Nafion是聚四氟乙烯(Teflon)和全氟-3,6-二环氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物。简单的Nafion是Teflon结构伴有另一氟碳临时侧链，侧链的重点是一个磺酸基(-SO3H)。目前，Nafion主要是作为离子交换膜被用于氯碱生产中，也可用作燃料电池中的活性膜。也有文献报道了其作为粘结剂用于电化学聚合法制备石墨烯修饰电极。采用Nafion进行电极修饰，利用磺酸基的特异选择性用于电化学检测的报道较为少见。本专利技术主要是采用Nafion修饰玻碳电极，采用方波伏安法(SWV)构建了一种对农残异丙隆具有高重复性、高灵敏度、快速响应的检测方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法，具体步骤包括：S1.Nafion修饰玻碳电极的制备；S2.异丙隆标准曲线的建立；S3.实际样品中苯基脲类除草剂异丙隆的快速检测。其中，步骤S1中Nafion修饰玻碳电极的制备，具体步骤为：a.用粒径为0.5μm氧化铝配成浆液将玻碳电极抛光以得到镜面，超声条件下，依次用乙醇和蒸馏水洗涤，吹干；b.将步骤a中玻碳电极作为工作电极，与参比电极、对电极构成三电极体系在含有Fe(CN)63-/4-探针溶液中加用循环伏安法在-0.2V至+0.6V的电位范围内进行扫描，直到观察到一对明显的氧化还原峰；c.将Nafion溶液滴在玻碳电极上，并在红外灯下干燥，得到Nafion修饰玻碳电极。其中，步骤b中所述参比电极为饱和甘汞电极，所述对电极为铂丝。其中，步骤b中所述含有Fe(CN)63-/4-探针溶液具体为5.0mmol·L-1K3[Fe(CN)6]和5.0mmol·L-1K4[Fe(CN)6]和0.10mol·L-1KCl的混合溶液。其中，步骤c中所述Nafion溶液中Nafion的质量分数为0.5％，所述Nafion溶液的用量为0.3-0.6μL。优选地，Nafion溶液的用量为0.4μL。Nafion的用量和浓度影响膜的厚度，若用量较多或浓度较高，具有催化功能的磺酸基可能被掩埋，从而影响修饰电极对异丙隆中酰胺基的响应。因此，Nafion溶液的浓度为0.5％，用量为3-6μL，进一步优选为4μL。其中，步骤S2中所述异丙隆标准曲线的建立具体步骤为：将Nafion修饰电极作为工作电极，与参比电极、对电极构成三电极体系置于电解质溶液中，加入不同体积的异丙隆标准母液，采用方波伏安法进行检测分析，获得不同浓度下异丙隆氧化峰电流，以异丙隆浓度为横坐标，氧化峰电流为纵坐标，建立异丙隆检测标准曲线。所述电解质溶液为pH＝1.00的0.01000mol·L-1磷酸盐(PBS)缓冲溶液，所述异丙隆标准母液为溶于N-N二甲基甲酰胺中的0.01000mol·L-1的异丙隆标准溶液。步骤S3中所述实际样品中苯基脲类除草剂异丙隆的快速检测，具体步骤为：室温下0.1000mol·L-1的PBS缓冲溶液将不同待测样品稀释至相同体积，用磷酸调节pH为1.00，使用方波伏安法(SWV)对异丙隆检测分析，根据步骤S2建立的检测标准工作曲线进行定量分析。所述方波伏安法的电位范围为0.6-1.2V。Nafion的侧链含有磺酸基，磺酸基对酰胺基有特异性的高催化活性，因此，Nafion修饰玻碳电极具有对以异丙隆为代表的苯基脲类除草剂的较高灵敏度。本专利技术的有益效果：1.本专利技术制备的Nafion修饰的玻碳电极由于Nafion中带有的磺酸基对苯基脲类除草剂中的酰胺基有特异性的高催化活性，因此对异丙隆具有特异性识别能力，所构成的的电化学传感器用于异丙隆检测时具有高灵敏、快速响应(30s内)、抗干扰能力强的特点，并对异丙隆有较强的抗污染能力，可重复使用。2.本专利技术提供的Nafion修饰玻碳电极制备方法简单，采用简单滴涂法即得，再与对电极、参比电极构成电化学传感器。所得电化学传感器在0.09-20.0μmol·L-1的浓度范围内对异丙隆显示出了较宽线的线性关系(R2＝0.9990)，检测限LOD值为0.03μmol·L-1，相比于已报道的黏土修饰电极和石墨烯修饰电极构成的传感器，线性范围更大，检测限低于欧盟标准0.05mg/kg(0.2424μmol·L-1)。3.本专利技术制备的电化学传感器用于异丙隆检测过程中具有较高的稳定性，有非常高的实际使用价值；25次测试的峰电流值的相对标准偏差(RSD)为1.8％，具有超高的重复性，简单冲洗可多次循环使用，信号几乎不变。4.本专利技术使用Nafion对玻碳电极进行修饰，为玻碳电极修饰和Nafion的使用提供了新思路，拓展了传感器在多领域中的应用。附图说明图1是本专利技术实施例1中Nafion修饰玻碳电极和玻碳电极在铁氰化钾溶液中的伏安和电化学阻抗谱响应图2是本专利技术在pH＝1.00PBS缓冲溶液中不同电极对异丙隆的循本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法，其特征在于，具体步骤包括：/nS1.Nafion修饰玻碳电极的制备；/nS2.异丙隆标准曲线的建立；/nS3.实际样品中苯基脲类除草剂异丙隆的快速检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种Nafion修饰玻碳电极用于苯基脲类除草剂异丙隆的电化学传感检测方法，其特征在于，具体步骤包括：
S1.Nafion修饰玻碳电极的制备；
S2.异丙隆标准曲线的建立；
S3.实际样品中苯基脲类除草剂异丙隆的快速检测。


2.根据权利要求1所述电化学传感检测方法，其特征在于，步骤S1中所述Nafion修饰玻碳电极的制备，具体步骤为：
a.用粒径为0.5μm氧化铝配成浆液将玻碳电极抛光以得到镜面，超声条件下，依次用乙醇和蒸馏水洗涤，吹干；
b.将步骤a中玻碳电极作为工作电极，与参比电极、对电极构成三电极体系在含有Fe(CN)63-/4-探针溶液中加用循环伏安法在-0.2V至+0.6V的电位范围内进行扫描，直到观察到一对明显的氧化还原峰；
c.将Nafion溶液滴在玻碳电极上，并在红外灯下干燥，得到Nafion修饰玻碳电极。


3.根据权利要求2所述的电化学传感检测方法，其特征在于，步骤b中所述参比电极为饱和甘汞电极，所述对电极为铂丝。


4.根据权利要求2所述的电化学传感检测方法，其特征在于，步骤b中所述含有Fe(CN)63-/4-探针溶液具体为5.0mmol·L-1K3[Fe(CN)6]和5.0mmol·L-1K4[Fe(CN)6]和0.10mol·L-1KCl的混合溶液。


5.根据权利要求2所述的电化学传感检测方法，其特征在于，步骤c中所述Nafion...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晓宁，邓瑞超，肖声淦，周颖，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：江西;36