一种修饰电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种修饰电极，其用于选择性检测硝基苯类化合物，所述电极包括：基底电极；设置于所述基底电极外表面的碳纳米管膜层；以及设置于所述碳纳米管膜层外表面的分子印迹聚合物膜层。本实用新型专利技术还公开了以所述电极作为工作电极的检测装置。本实用新型专利技术的电极响应速度快、稳定性好、灵敏度高，可选择性的检测硝基化合物，并且，本实用新型专利技术的电极采用环保的材料，不会造成污染。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及分析化学和检测领域，更具体地，本技术涉及一种修 饰电极。
技术介绍
911事件以来，全球范围内各类恐怖事件层出不穷，特别是以"基地"组 织为核心的国际恐怖势力的恐怖袭击出现了一些新的变化和特点，无论是从恐 怖活动的规模上、频率上都远非传统恐怖活动相比拟，对国际安全造成了极大 的危害。在各种恐怖活动中，爆炸是恐怖分子最常使用的方式之一。目前，爆 炸物主要是硝基苯类化合物，其中包括2，4，6-三硝基甲苯(TNT),l，3,5-三硝 基苯(TNB)，2，4-二硝基甲苯(DNT)和1. 3-二硝基苯(DNB)等几种。这类硝基苯 爆炸物不仅对人身及财产构成了极大威胁，而且爆炸过程中排放的爆炸物及其 降解产物也对环境产生了严重污染。据报道，当水体中的TNT含量达到lmg/L 时鱼类就会死亡，当人类吸入此类硝基苯类化合物，会引起肝脏病变、再生障 碍性贫血及白内障等疾病，严重者会直接导致死亡。因此，鉴于上述硝基苯类 化合物对公共安全和环境的威胁日益加剧，亟待开发一些快速、灵敏、准确检 测硝基苯类化合物的方法。目前，检测硝基苯类化合物的方法以及相应装置有多种，如荧光法，色谱 法，免疫取代测定法和电化学方法等。Keith J. Albert等人，利用多孔碳微 球微型传感器通过高速荧光方法检测爆炸物蒸气；RonitaL. Marple等人则利 用高效液相色谱紫外分光光度法检测水样和土壤中TNT等物质的含量； Pinnaduwage小组通过在压电传感器悬壁上燃烧样品并检测输出电压的变化， 达到快速、灵敏检测TNT的目的；G.P. Anderson等人利用多元免疫取代模式检 测水样中TNT等物质。上述的装置中存在着仪器设备昂贵、检测时间长、操作 困难等缺点，难以达到小型化、实时、迅速的现场分析要求，在实际应用中还存在着一定的不足。电化学方法由于其仪器设备简单且灵敏度较高等优点，在众多方法中凸现 一定的优势。通过对电极表面进行功能性物质的定位组装，利用电化学检测手段如差示脉冲伏安法(DPV)，方波伏安法(SWV)等手段对气相或者液相中爆 炸物成份进行检测，如Jos印h Wang小组，利用碳纳米管等化学修饰电极对环 境水样中的TNT进行了检测；H.X. Zhang等人采用了 MCM-41硅材料修饰的玻 碳电极测定水样中痕量的硝基苯类化合物；Mari等人则利用碳糊电极研究了 硝基苯类化合物的电化学行为。上述检测硝基苯类化合物的装置在选择性、灵 敏性方面有待进一步提高。为此，本领域迫切需要一种选择性、灵敏度高地检测硝基苯类化合物的检 测电极及其检测装置。
技术实现思路
本技术的第一目的在于提供一种选择性、灵敏度高地检测硝基苯类化 合物的检测电极。本技术的第二目的在于提供一种选择性检测硝基苯类化合物用的电 化学系统。本技术第一方面提供一种修饰电极，其用于选择性检测硝基苯类化合 物，所述电极包括 一基底电极；一设置于所述基底电极外表面的碳纳米管膜层；以及 一设置于所述碳纳米管膜层外表面的分子印迹聚合物膜层。在本技术的一个具体实施方式中，所述分子印迹聚合物膜层是以1， 3-二硝基苯分子为模板的分子印迹聚合物膜。在本技术的一个具体实施方式中，所述基底电极是玻碳电极。 在本技术的一个具体实施方式中，所述碳纳米管膜层是多壁碳纳米管膜。本技术的第二方面提供一种检测装置，用于选择性检测硝基苯类化合 物，所述检测装置为电解池，所述电解池包括工作电极、对电极和参比电极； 设置在电解池顶部的支架，所述支架上用于放置所述对电极和参比电极；以及 设置在电解池底部的电解液；其特点在于，所述工作电极采用修饰电极、所述修饰电极包括 一基底电极；一设置于所述基底电极外表面的碳纳米管膜层；以及 一设置于所述碳纳米管膜层外表面的分子印迹聚合物膜层。在本技术的一个具体实施方式中，所述的分子印迹聚合物膜层是以1， 3-二硝基苯分子为模板的分子印迹聚合物膜。在本技术的一个具体实施方式中，所述的基底电极是玻碳电极。在本技术的一个具体实施方式中，所述的碳纳米管膜层是多壁碳纳米 管膜。在本技术的一个具体实施方式中，所述的对电极是铂电极。 在本技术的一个具体实施方式中，所述的电解液是磷酸缓冲液。 本技术的有益效果在于(1)本技术的电极采用具有表面活性基团的碳纳米管作为修饰剂，并 在碳纳米管膜外涂覆分子印迹聚合物膜，由于分子印迹聚合物材料具有独特的 与模板分子1， 3-二硝基苯的大小、形状和官能团相关联的空穴，故修饰电极 的分子印迹聚合物层遇到1， 3-二硝基苯分子后，通过非共价的氢键结合1， 3-二硝基苯，从而实现对目标化合物的检测。而其他硝基苯类化合物，如DNT， TNB， TNT等，由于不符合空间的特质，故被阻止在分子印迹聚合物层之外，所 以其他的硝基苯类化合物的响应极大的下降。通过以上原理，可以对目标化合物实现选择性检测，大大提高该电极的抗干扰能力。(2) 本技术的电极的优点是制备方法简单、成本低廉、无环境污染、 响应速度快、稳定性好、灵敏度高，可快速测定多种硝基苯类化合物，能有效 代替剧毒的汞电极。而且由于分子印迹聚合物材料具有很好的稳定性，还可以 重复利用，这样就提高了修饰电极的稳定性和重现性。(3) 不同与以往定性实验所使用的液相色谱、气相色谱等技术，本技术的电极检测实际样品时，只需3-5 min，能比较快速直接得到实验结果。(4) 本技术的电极的制备方法和检测方法操作简单方便，使用的仪器 价格便宜，成本低廉。(5) 本技术的电极采用"环境友好"的材料，重复使用不会造成环境 污染，符合人们对于环保的要求。附图说明图1为本技术的修饰电极(作为检测装置的工作电极)的一个具体实施 方式的结构示意图。其中1为基底电极(玻碳电极)，2为修饰的碳纳米管(CNTs)膜层，3为修 饰的分子印迹聚合物(MIP)膜层。图2显示了本技术的修饰电极(作为检测装置的工作电极)的另一个具 体实施方式的结构示意图。其中1为基底电极(玻碳电极)，2为修饰的碳纳米管(CNTs)膜层，3为修 饰的分子印迹聚合物(MIP)膜层。图3显示了本技术的电解池的一个具体实施方式的结构示意图。 其中5为对电极，6为Ag/AgCl参比电极，7为检测池容器，8为电解液，9为电极支架。工作时所述对电极5连通工作电极，也即图1的修饰电极4(图3中未示)。具体实施方式针对目前本领域还缺乏可灵敏选择性地检测待测样品(如河水、海水等)中硝基苯类化合物种类及其含量的技术缺陷，本技术设计人经过长期的研 究，出乎意料地获得一种对于对于目标分子具有选择性的、可灵敏检测硝基苯 类化合物的电极。所述电极的表面由内向外依次涂覆有碳纳米管膜和分子印迹 聚合物膜，该种涂覆方式可大大加强目标硝基苯类化合物在电极表面的富集作 用，减少了非目标分子和杂质大分子富集于电极表面而阻塞电极，从而使得检 测实现选择性，而且更灵敏。利用本技术的电极选择性的进行硝基苯类化 合物检测，重现性和稳定性均非常理想。本技术的电极是按照如下构思进行设计的将电分析化学传以及分子印迹技术感
有机结合，通过将分子印迹 聚合物并将此聚合物及碳纳米管分别修本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修饰电极（４），其用于选择性检测硝基苯类化合物，其特征在于，所述电极（４）包括：　－基底电极（１）；　－设置于所述基底电极（１）外表面的碳纳米管膜层（２）；以及　－设置于所述碳纳米管膜层（２）外表面的分子印迹聚合物膜层（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施国跃，刘烨，周天舒，曲云鹤，梁立韵，孙彦，翟云云，于妍妍，金利通，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：实用新型
国别省市：31[]