一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法及其检测苯二酚类物质的应用技术

本发明专利技术公开了一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法及其检测苯二酚类物质的应用。该层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极为金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极，是通过电沉积法首先在玻碳电极上生长了一层层状稀土氢氧化物，形成层状稀土氢氧化物修饰电极，随后又电沉积金纳米粒子，形成金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极。本发明专利技术所得修饰电极在提高电催化性能方面有效利用了层状稀土氢氧化物和金纳米粒子之间的协同作用。所得基于该层状稀土氢氧化物复合膜的修饰电极制备方法简单、条件易控，应用于检测苯二酚类物质具有检测限低、稳定性及选择性好等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法及其检测苯二酚类物质的应用


[0001]本专利技术属于功能材料和电分析化学检测
，具体涉及一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法及其检测苯二酚类物质的应用。

技术介绍

[0002]苯二酚类物质对生物和生态环境具有较高的毒性，尤其是对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CT)这两种苯二酚异构体被认为是严重的环境污染物。因此，有必要对两者进行密切监测，尤其是同时检测。然而，由于它们的结构和性质相似，在待测环境中会相互干扰，因此同时检测它们仍然是一个很大的挑战。目前已经开发出多种技术来检测对苯二酚和邻苯二酚，如高效液相色谱法、液相色谱
‑
质谱法和电化学方法等。在这些技术中，电化学方法因其成本低、制备简单、灵敏度高、响应速度快而受到广泛的关注。但由于对苯二酚和邻苯二酚在未经修饰电极上的氧化还原电位十分接近，因此没有办法在未经修饰的电极上对二者进行同时检测。
[0003]层状稀土氢氧化物(LRH)是一类与层状双金属氢氧化物结构相似的特殊层状化合物，常被用来制备发光薄膜及催化剂材料。层状稀土氢氧化物特殊的片层结构使其具有较大的比表面积，但其导电性较差，将层状稀土氢氧化物用作电极修饰材料未见报道。金纳米粒子(AuNPs)具有较好的生物相容性、大的比表面积以及高导电率，能够有效提高电子传输效率，在电化学传感领域具有较好的应用前景。但AuNPs容易发生团聚，影响其在电化学传感器中的进一步应用。将AuNPs与无机纳米材料结合制备出复合膜能够有效解决上述问题。
>[0004]本专利技术通过原位电沉积法，在玻碳电极表面直接制备金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜，层状稀土氢氧化物与金纳米粒子之间的协同作用，能够有效提高复合膜修饰电极的性能。与其他报道的方法相比，该复合膜修饰电极制备方法简单、条件易控，具有检测限低、选择性好等优点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一是提供一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极，所述层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极以玻碳电极为基底电极；所述层状稀土氢氧化物复合膜为金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜，其中层状稀土氢氧化物中的稀土离子为Y、Gd、La、Tb、Yb等离子中的一种；所述玻碳电极记作GCE，所述金纳米粒子记作AuNPs，所述层状稀土氢氧化物记作LRH。
[0006]本专利技术的目的之二是提供的一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
[0007](1)GCE的预处理
[0008]将GCE依次用0.05μm的氧化铝粉配成的浆液和麂皮打磨至表面呈光滑镜面，依次用超纯水、乙醇洗涤，N2吹干，得到预处理后的GCE；
[0009](2)LRH/GCE的制备
[0010]将一定量的稀土硝酸盐溶于超纯水中配制成浓度为0.01～0.5mol/L的稀土硝酸盐溶液，所述稀土硝酸盐中的稀土离子为Y、Gd、La、Tb、Yb等离子中的一种；将步骤(1)中预处理后的GCE作为工作电极，与对电极、参比电极组成三电极体系，插入稀土硝酸盐溶液中，电沉积得到层状稀土氢氧化物修饰电极，依次用超纯水、乙醇洗涤，N2吹干，记作LRH/GCE；
[0011](3)AuNPs/LRH/GCE的制备
[0012]将一定量的HAuCl4溶于超纯水中配制成浓度为0.0005～0.5mol/L的HAuCl4溶液；将步骤(2)中制备的LRH/GCE作为工作电极，与对电极、参比电极组成三电极体系，插入HAuCl4溶液中，电沉积得到金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极，依次用超纯水、乙醇洗涤，N2吹干，记作AuNPs/LRH/GCE。
[0013]步骤(2)(3)中，所述对电极为铂片；参比电极为Ag/AgCl电极。
[0014]步骤(2)制备LRH/GCE的过程中，电沉积的温度优选为25～50℃，沉积电压优选为
‑
1.10～
‑
1.50V，电沉积的时间优选为90～600s，该步骤所得LRH呈现层状多孔结构，具有较大的比表面积，有利于AuNPs的均匀附着。
[0015]步骤(3)制备AuNPs/LRH/GCE的过程中，电沉积的温度优选为25～30℃，沉积电压优选为
‑
0.10～
‑
0.50V，电沉积的时间优选为30～600s，该步骤所得AuNPs较为均匀的分布在LRH表面及孔隙结构中。
[0016]本专利技术的目的之三是提供一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的应用。具体来讲，就是所述层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极在检测苯二酚类物质中的应用。
[0017]更具体的，就是所述层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极在同时检测对苯二酚和邻苯二酚中的应用。
[0018]一种上述修饰电极同时检测对苯二酚和邻苯二酚的方法：以0.1M(pH＝6.2)PB缓冲溶液为支持电解质，将固定浓度的邻苯二酚和不同浓度的对苯二酚的混合溶液加入电解池，以金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合材料修饰电极为工作电极，采用电化学工作站，通过差分脉冲伏安法进行检测，工作电位为0～0.6V，扫描速率为100mV/s；同样，将固定浓度的对苯二酚和不同浓度的邻苯二酚的混合溶液加入电解池，采用相同方法进行检测。
[0019]与现有技术相比，主要优点在于：本专利技术电沉积得到的层状稀土氢氧化物复合膜所具有的多孔结构为溶液中苯二酚类物质的快速吸附与扩散提供了可能；层状稀土氢氧化物复合膜所具有的高导电率有利于苯二酚类物质与基底电极间的快速电子传递；层状稀土氢氧化物复合膜中具有大比表面积的层状稀土氢氧化物和高导电率的金纳米粒子间的协同作用，大大提高了对溶液中苯二酚类物质的捕获及电催化能力，尤其是能够实现对苯二酚和邻苯二酚的同时检测；本专利技术所述电化学传感器制备方法简单、条件易控，具有检测限低、稳定性及选择性好等优点。
附图说明：
[0020]图1为本专利技术实施例1制备的层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的SEM图；
[0021]图2为本专利技术实施例1制备的层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极在含有2
×
10
‑5mol/L邻苯二酚的0.1M(pH＝6.2)PB缓冲溶液中，对苯二酚溶液浓度依次为1
×
10
‑6mol/L、3
×
10
‑6mol/L、1
×
10
‑5mol/L、2
×
10
‑5mol/L、3
×
10
‑5mol/L时的差分脉冲伏安曲线；
[0022]图3为本专利技术实施例1制备的层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极上，峰值电流与对苯二酚浓度的校正关系曲线；
[0023]图4为本专利技术实施例1制备的层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极在含有2
×
10
‑5mol/L对苯二酚的0.1M(pH＝6.2)PB缓冲溶液中，邻苯二酚溶液浓度依次为3
×...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法及其检测苯二酚类物质的应用，其特征在于所述层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极以玻碳电极为基底电极；所述层状稀土氢氧化物复合膜为金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜，其中层状稀土氢氧化物中的稀土离子为Y、Gd、La、Tb、Yb等离子中的一种；所述玻碳电极记作GCE，所述金纳米粒子记作AuNPs，所述层状稀土氢氧化物记作LRH；一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：(1)GCE的预处理将GCE依次用0.05μm的氧化铝粉配成的浆液和麂皮打磨至表面呈光滑镜面，依次用超纯水、乙醇洗涤，N2吹干，得到预处理后的GCE；(2)LRH/GCE的制备将一定量的稀土硝酸盐溶于超纯水中配制成浓度为0.01～0.5mol/L的稀土硝酸盐溶液，所述稀土硝酸盐中的稀土离子为Y、Gd、La、Tb、Yb等离子中的一种；将步骤(1)中预处理后的GCE作为工作电极，与对电极、参比电极组成三电极体系，插入稀土硝酸盐溶液中，电沉积得到层状稀土氢氧化物修饰电极，依次用超纯水、乙醇洗涤，N2吹干，记作LRH/GCE；(3)AuNPs/LRH/GCE的制备将一定量的HAuCl4溶于超纯水中配制成浓度为0.0005～0.5mol/L的HAuCl4溶液；将步骤(2)中制备的LRH/GCE作为工作电极，与对电极、参比电极组成三电极体系，插入HAuCl4溶液中，电沉积得到金纳米粒子/层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极，依次用超纯水、乙醇洗涤，N2吹干，记作AuNPs/LRH/GCE。2.如权利要求1所述的一种层状稀土氢氧化物复合膜修饰电极的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹振博，杜欣乐，陈萍，张钰涵，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：