一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极制造技术

本发明专利技术涉及电化学检测技术领域，公开了一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，包括柔性电极基体以及均匀涂覆在柔性电极基体外表面的导电层，所述导电层的外表面的中间部位涂覆有绝缘层，且导电层的外表面的两端分别为外接导线部和电化学传感部；并在电化学传感部上负载活性材料

【技术实现步骤摘要】
一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极


[0001]本专利技术涉及电化学检测
，具体是一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极
。

技术介绍

[0002]水体中的重金属离子如铅
、
镉
、
汞等具有高毒性，并且容易在生物体内积累，导致一系列健康问题；这些重金属离子对人类健康，尤其是婴幼儿和未成年人具有较大的潜在危害；比如铅和汞等重金属离子能影响神经系统发育，可能导致智力下降
、
学习障碍和行为问题；同时铅会干扰钙的吸收和利用，影响骨骼健康；长期暴露于重金属离子的影响下，还会导致神经系统受损，最终出现焦虑
、
抑郁等心理健康问题
。
[0003]目前传统的重金属离子检测方法有原子吸收光谱法
、
原子荧光光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法；上述检测方法均有着极高的灵敏度和选择性，检测限能达到
ppm
级甚至
ppb
级，其中原子荧光光谱法更是能同时实现对包含铅在内多种重金属元素的同时测定；然而上述检测方法的设备价格昂贵，体积大，维护成本高，检测过程复杂且耗时，使得其通常只能在实验室环境下使用；而电化学检测法因具备灵敏度高
、
检测限低
、
检测速度快的优点，被认为是理想的
Pb
2+
检测技术之一
。
[0004]在电化学检测法中，电极是其重要组成部分，其种类包括玻碳电极
、
碳糊电极
、
贵金属电极以及纸电极等，相比于玻碳电极
、
碳糊电极
、
贵金属电极等类型电极，纸电极具有轻便，体积小，易于携带和存储等诸多优点，特别适合现场快速检测；可以通过改变纸的种类
、
大小
、
形状或涂覆材料等来定制电极，以满足不同检测需求；作为可生物降解的材料，相对环境友好；然而纸电极的机械强度较低，容易受潮和磨损，从而限制了其在某些应用中的使用；此外纸材料在某些强酸
、
强碱或有机溶剂中可能不够稳定
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，包括柔性电极基体以及均匀涂覆在柔性电极基体外表面的导电层，所述导电层的外表面的中间部位涂覆有绝缘层，且导电层的外表面的两端分别为外接导线部和电化学传感部；并在电化学传感部上负载活性材料
。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：所述柔性电极基体为聚乳酸薄片
。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：所述导电层由导电银浆制备而成
。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：所述柔性电极基体的形状为长方形
、
圆形
、
三角形中的一种
。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述活性材料为碳纳米管材料
、
金属有机骨架材料
、
共价有机骨架材料
、
贵金属材料中的一种或多种
。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述活性材料的负载方法包括物理吸附法
、
电沉积法
、
化学气相沉积法和自组装法
。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术中柔性电极基体选用可降解的聚乳酸薄片，并涂覆有导电银浆层，使得聚乳酸薄片具有优异的导电性能，在导电银浆层的中部位置涂覆绝缘层；并在导电银浆层的两端分别设置外接导线部和电化学传感部；并在电化学传感部上负载活性材料，通过活性材料来增强电化学传感部的电化学检测能力；使得该柔性可降解电极具有机械强度高，不易受潮和磨损，性能稳定的特点
。
附图说明
[0013]图1为一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极的结构示意图
。
[0014]图中：
1、
柔性电极基体；
2、
导电层；
3、
绝缘层
。
具体实施方式
[0015]请参阅图1，本专利技术实施例中，一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，包括柔性电极基体1以及均匀涂覆在柔性电极基体1外表面的导电层2，导电层2的外表面的中间部位涂覆有绝缘层3，绝缘层3选用不易溶于水，但可生物降解的绝缘胶水作为原料，导电层2的外表面的两端分别为外接导线部和电化学传感部；并在电化学传感部上负载活性材料，通过活性材料来增强电化学传感部的电化学检测能力
。
[0016]优选的，柔性电极基体1为聚乳酸薄片，从而实现可降解
。
[0017]优选的，导电层2由导电银浆制备而成，从而使得柔性电极基体1具有优异的导电性能
。
[0018]优选的，柔性电极基体1的形状为长方形
、
圆形
、
三角形中的一种，也可以根据实际需要设置成相应的形状
。
[0019]优选的，活性材料为碳纳米管材料
、
金属有机骨架材料（
MOFs
）
、
共价有机骨架材料（
COFs
）
、
贵金属材料中的一种或多种
。
[0020]优选的，活性材料的负载方法包括物理吸附法
、
电沉积法
、
化学气相沉积法和自组装法该柔性可降解电极的制备方法如下：
S1、
在一整块厚度均匀的聚乳酸薄片上均匀地涂覆一层导电银浆，从而在柔性电极基体1上形成导电层2；
S2、
根据所需制作的柔性可降解电极大小，在导电银浆上画出相应的线条，通过线条标识了柔性可降解电极的轮廓以及外接导线部和电化学传感部；
S3、
在外接导线部和电化学传感部贴上胶布；然后，在导电银浆上均匀地涂上一层绝缘胶水，形成绝缘层3；
S4、
绝缘胶水干燥后，揭去胶布，并在电化学传感部上负载活性材料，再按照预先标记的电极轮廓线条进行整齐地切割，从而得到多个基于聚乳酸的柔性电极；一
、
在
S4
步骤中，负载活性材料采用物理吸附法时，其方法如下：首先将金属有机骨架材料（如
UIO
‑
66
）和碳纳米管（如
MWCNTs
）按照一定比例加入
到水或乙醇溶剂中，配制成活性溶液；再根据活性溶液的特性，加入成膜剂，如全氟磺酸型聚合物溶液（
Nafion
溶液）或壳聚糖；经过超声处理
30
分钟，获得均匀的混合溶液；再将该混合溶液涂覆在电化学传感部并进行干燥，最终得到修饰过的柔性电极材料；二
、
在
S4...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，包括柔性电极基体（1）以及均匀涂覆在柔性电极基体（1）外表面的导电层（2），所述导电层（2）的外表面的中间部位涂覆有绝缘层（3），且导电层（2）的外表面的两端分别为外接导线部和电化学传感部；并在电化学传感部上负载活性材料
。2.
根据权利要求1所述的一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，其特征在于，所述柔性电极基体（1）为聚乳酸薄片
。3.
根据权利要求1所述的一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，其特征在于，所述导电层（2）由导电银浆制备而成
。4.
根据权利要求1所述的一种用于电化学水质检测的柔性可降解电极，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新宇，徐浩，宗昱锦，
申请(专利权)人：墨之道山东测控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：