一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光传感器和电化学发光分析方法技术

本发明专利技术提供了一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光传感器和电化学发光分析方法，具体属于电化学发光分析方法技术领域。电化学发光传感器包括电极基体，修饰在电极基体表面的PTCA/NH2‑

【技术实现步骤摘要】
一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光传感器和电化学发光分析方法


[0001]本专利技术属于电化学发光分析方法
，涉及一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光传感器和电化学发光分析方法。

技术介绍

[0002]六氟磷酸锂作为离子子电池的电解液，在锂离子电池的应用中具有举足轻重的地位，六氟磷酸锂生产工艺的管控，六氟磷酸锂的质量管理，不仅关系到锂离子电池的使用寿命，还直接影响到锂离子电池的安全性能。铅离子含量是六氟磷酸锂中一个重要管控指标，六氟磷酸锂中铅离子浓度过高，不仅影响锂离子电池的充放电性能，还由于铅离子在阴极的还原，产生枝晶，刺破隔膜，导致锂离子电池的爆炸，所以目前的六氟磷酸锂中的铅离子含量规定在1g/kg以下。
[0003]目前已被报道的检测六氟磷酸锂中铅离子的方法有，分光光度法、等离子发射光谱法和荧光法等。然而这些方法操作复杂、耗时、成本高、同时检测的灵敏度也不高。而电致化学发光(ECL)是由电化学反应引起的化学发光，因其灵敏度高、反应可控性强、仪器设备简单等优点引起了广泛的关注，是一个很具有发展潜力的新分析方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于为了有效管控六氟磷酸锂生产工艺，提高六氟磷酸锂中铅离子检测的灵敏度，提供一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光传感器和电化学发光分析方法。本专利技术的电化学发光传感器包括电极基体，修饰在电极基体表面的PTCA/NH2‑
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125复合材料和铅离子探针；PTCA/NH2‑
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125复合材料为PTCA固定的NH2‑
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125构成的复合材料。进一步的，是基于苝四羧酸(PTCA)固定氨基化Ti基MOFs(NH2‑
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125)，然后将铅离子探针(N)修饰于PTCA/NH2‑
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125上，将制得的N/PTCA/NH2‑
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125滴涂于电极基体上(本专利技术电极基体为电化学发光传感器中常用电极，例如可以为玻碳电极(GCE)、ITO或FTO等。本专利技术的电化学发光传感器基于铅离子探针(N)与铅离子的选择性结合，极大提高了电化学发光传感器对铅离子的选择性。基于本专利技术的电化学发光传感器，能够实现对铅离子的快速检测，使用方法简单，具有很高的实用价值。
[0005]基于本专利技术的电化学发光传感器，检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光方法，包括以下步骤：采用电化学发光法分析检测六氟磷酸锂中铅离子，检测时使用的三电极体系中以上述电化学发光传感器作为电化学发光测试的工作电极；
[0006]铅离子探针的结构式如下
[0007]进一步的，三电极体系中的辅助电极和参比电极可以为电化学发光检测中常用电极材料，例如以铂电极作为辅助电极，Ag/AgCl作为参比电极。
[0008]进一步的，苝四羧酸(PTCA)固定氨基化Ti基MOFs(NH2‑
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125)复合材料制备包括：将NH2‑
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‑
125和PTCA加入乙醇溶液中，超声分散均匀后，离心分离并分别用乙醇和去离子水洗涤，最后将洗涤好的产品放入干燥箱中，干燥(干燥温度优选60℃)得到淡红色粉末，即PTCA/NH2‑
MIL
‑
125复合材料，将复合材料分散在DMF中以备使用。
[0009]更进一步的，NH2‑
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125制备包括：将钛酸异丙酯、2
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氨基对苯二甲酸加入DMF和甲醇的混合溶液中，将得到的黄色乳状液体，置于聚四氟乙烯作衬里不锈钢高压釜中，在真空干燥箱中加热，待釜冷却后，用甲醇和DMF分别洗涤三次并离心，得到黄色粉末，即NH2‑
MIL
‑
125。更进一步的，PTCA制备包括：将苝四羧酸二酐(PTCDA)溶于NaOH中，得到黄绿色溶液后，滴入HCl溶液中直至完全沉淀，用去离子水充分洗涤，干燥得到暗红色粉末，即PTCA。
[0010]进一步的，电化学发光传感器的制备包括取上述PTCA/NH2‑
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125复合材料的DMF溶液和铅离子探针的DMF溶液充分混合，再将其滴涂在清洁后的玻碳电极上，然后放置在红外灯下烘干，即得电化学发光传感器。具体的，铅离子探针(N)可通过如下方法制备：将1,8－萘二甲酰亚胺和萘基乙二胺溶解于乙醇中，将该混合物回流反应(一般反应8h左右)，有红褐色固体产生，抽滤后用甲苯重结晶得到产物N。
[0011]上述的检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光方法，还包括如下步骤：
[0012](1)含过硫酸钾(K2S2O8)的磷酸盐(PBS)缓冲溶液的配制
[0013]具体的，用pH 7.5的0.1mol/L PBS缓冲溶液配制含0.05mol/L K2S2O8的PBS缓冲溶液。
[0014](5)不同铅离子浓度标准溶液的配制
[0015]取一定量1000ppm铅离子的标准溶液，加入含0.05mol/L K2S2O8的0.1mol/L pH＝7.5的PBS缓冲溶液中，得到一系列不同浓度的铅离子标准溶液，浓度范围为1.0
×
10
‑9mol/L～1.0
×
10
‑4mol/L。
[0016](6)标准曲线的绘制
[0017]将上述三电极体系置于上述含一系列不同浓度铅离子和0.05mol/L K2S2O8的0.1mol/L pH＝7.5的PBS缓冲溶液中浸泡15min，在
‑
1.6～0V的电化学窗口范围内，光电倍增管高压800V，扫速0.1V/s，进行循环伏安扫描，记录电位
‑
发光强度曲线(E
‑
ECL)，建立加入铅离子前后的发光强度差值与铅离子浓度对数值的线性关系，得到相应的线性回归方程；
[0018](7)待测样品检测
[0019]待测样品先经过前处理，按照与上述步骤(6)同样的电化学发光测试条件进行测试，记录发光强度，所得发光强度，用步骤(6)所得标准曲线所对应的线性回归方程计算出待测样品中铅离子的浓度。
[0020]本专利技术电化学发光传感器中由于PTCA与NH2‑
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‑
125通过静电作用紧密结合，所以电化学发光传感器的发光强度不但高且稳定，基于铅离子探针N可以与铅离子的选择性结合，从而实现电化学发光传感器的电致发光强度与铅离子的浓度具有线性关系。本专利技术与普通的电化学发光传感器相比，具有以下两方面的显著优点：可实现的检测范围为1.0
×
10
‑
9mol/L～1.0
×
10
‑
4mol/L，最低检测限为6.3
×
10
‑
10mol/L，具有电化学发光分析的灵
敏度更高、特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光传感器，其特征在于：包括电极基体，修饰在电极基体表面的PTCA/NH2‑
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125复合材料和铅离子探针；PTCA/NH2‑
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125复合材料为PTCA固定的NH2‑
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125构成的复合材料；铅离子探针的结构式如下2.一种检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光方法，其特征在于：包括以下步骤：采用电化学发光法分析检测六氟磷酸锂中铅离子，检测时使用的三电极体系中以权利要求1所述的电化学发光传感器作为电化学发光测试的工作电极。3.根据权利要求2所述检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光方法，其特征在于：所述电化学发光传感器的制备方法包括：(1)将NH2‑
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125和PTCA加入乙醇溶液中，超声分散均匀后，离心分离并分别用乙醇和去离子水洗涤，最后将洗涤好的产品放入干燥箱中，干燥得到淡红色粉末，即PTCA/NH2‑
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125复合材料，将复合材料分散在DMF中以备使用；(2)铅离子探针溶液的制备将铅离子探针溶于DMF中待用；(3)电化学发光传感器的制备取PTCA/NH2‑
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125复合材料的DMF溶液和铅离子探针溶液充分混合，再将其滴涂在清洁后的玻碳电极上，然后放置在红外灯下烘干，即得所述电化学发光传感器。4.根据权利要求2或3所述的检测六氟磷酸锂中铅离子含量的电化学发光方法，其特征在于，还包括如下步骤：(1)配制含过K2S2O8的PBS缓冲溶液；(2)含不同铅离子浓度和0.05mol...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智栋，倪媛，王开涛，王向东，王正元，蒋鼎，王文昌，
申请(专利权)人：江苏新泰材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：