本发明专利技术提供了一种痕量重金属的电化学传感器检测方法，涉及一种二乙酸四乙胺(EDTA)功能化石墨烯修饰玻碳电极及其制备和应用，属重金属检测和电化学分析技术领域。具体是将EDTA功能化的石墨烯修饰在玻碳电极表面制作成传感器，利用电化学差分脉冲溶出伏安法检测痕量重金属的方法。本发明专利技术能直接用于痕量重金属的快速电化学检测，具有灵敏度高、线性范围宽、检测限低等优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种痕量重金属的电化学传感器检测方法，涉及一种二乙酸四乙胺(EDTA)功能化石墨烯修饰玻碳电极及其制备和应用，属重金属检测和电化学分析
。具体是将EDTA功能化的石墨烯修饰在玻碳电极表面制作成传感器，利用电化学差分脉冲溶出伏安法检测痕量重金属的方法。本专利技术能直接用于痕量重金属的快速电化学检测，具有灵敏度高、线性范围宽、检测限低等优点。【专利说明】—种EDTA功能化石墨烯修饰电极的制备及其重金属测方法
本专利技术涉及属重金属检测和电化学分析
，具体地说，涉及一种EDTA功能化石墨烯修饰电极的制备及其重金属检测方法。
技术介绍
重金属具有不可降解性和富集性对人体和环境危害极大，快速、灵敏、精确地检测是重金属污染防治的前提，受到了国内外研究者的强烈关注。常规重金属检测技术如原子吸收光谱法、电感耦合等离子法等所需设备笨重、价格昂贵、分析过程繁琐，而电化学法溶出伏安法检测重金属具有分析快速、灵敏、成本低廉等特点，已得到了广泛应用。在溶出伏安法检测重金属过程中，重金属离子快速、高效富集到电极表面是其关键，因此电极修饰材料至关重要。石墨烯是一种新型的纳米材料，具有优异的电子传递效应、较大的比表面积、较高的电催化活性，已广泛应用于微纳电子器件、新型复合材料、传感器材料等领域。化学还原法制备的石墨烯通常带有很多功能基团，例如羟基、羧基等，这些功能基团不仅非常有利于金属离子的吸附和聚集，而且为功能化改性提供了活性位点。二乙胺四乙酸(EDTA)是化学中一种良好的金属离子配合剂，它有六个配位原子，可与很多金属离子形成螯合物，且配合物稳定常数很高。本专利技术将石墨烯优异的优异特性与EDTA对重金属镉离子的高亲和力相结合，将EDTA功能化石墨烯应用于电极表面修饰，采用电化学差分脉冲溶出伏安法能实现现场水样中重金属离子的检测，具有检测灵敏度高、重现性好、线性范围宽、检测限低等特点。
技术实现思路
为了克服现有痕量重金属检测方面存在的不足，本专利技术的目的是提供EDTA功能化石墨烯修饰玻碳电极的制备及其重金属检测方法，是以EDTA功能化石墨烯修饰的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，钼片电极为辅助电极，采用差分脉冲溶出伏安法实现对水样中痕量重金属镉离子的现场快速检测。本专利技术所采用的技术方案如下:首先采用Hrnnmer法制备氧化石墨烯，与硅烷化反应制得氨基功能化石墨烯；然后与EDTA酸酐反应制备EDTA功能化石墨烯。将EDTA功能化石墨烯通过超声分散制成分散液，取一定量的分散滴涂在玻碳电极表面，自然晾干后，采用差分脉冲溶出伏安法，以EDTA功能化石墨烯修饰玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极、钼片电极为辅助电极，在磷酸盐缓冲溶液中检测痕量重金属镉离子。EDTA功能化石墨烯修饰电极的制备及其重金属检测方法，包括以下步骤:电极制备过程:(I) EDTA功能化石墨烯的制备a.采用Hummer法制备氧化石墨烯；b.将上述产物与硅烷化试剂反应引入氨基，制备氨基功能化石墨烯；c.将氨基功能化石墨烯与EDTA酸酐反应制备EDTA功能化石墨烯；(2)将EDTA功能化石墨烯通过超声分散配制成0.1?Img / mL的溶液；(3)取3?15 ii L上述溶液滴涂在打磨抛光至镜面的玻碳电极表面；(4)电极在室温下晾干后制成工作电极。检测过程:(I)测试底液选用磷酸盐缓冲溶液为测试底液，溶液pH为4.0?7.0 ;⑵富集富集电位选择-1.3?-1.0V，沉积时间100?500s，平衡时间5?40s ;(3)溶出采用差分脉冲溶出伏安法，设定初始电位-1.2?-1.0，终止电位-0.5?-0.2，电位增量0.0002?0.006V,脉冲幅度0.001 - 0.004V,脉冲宽度0.05 ~ 0.2s,记录溶出伏安曲线。本专利技术的优点是:I)石墨烯比表面积大、表面活性位点多、官能团丰富，即有利于重金属离子的吸附富集，又有利于表面功能化修饰；2)利用EDTA与镉离子络合稳定常数高的优势，提高了灵敏度；3)本专利技术提供的电极修饰方法简单、快速、易操作，测试方法具有灵敏度高、线性范围宽、检测限低等优点，且具有良好的稳定性和重现性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施实例IEDTA功能化石墨烯的XPS谱图。图2是本专利技术实施例1检测痕量重金属镉的差分脉冲溶出曲线。【具体实施方式】以下结合附图和实施例进一步说明本专利技术:实施例1:电极制备过程(I)EDTA功能化石墨烯修饰电极的制备；a.采用Hrnnmer法制备氧化石墨烯，经离心、洗涤至中性，真空干燥，得到氧化石墨烯。b.取上述产物IOOmg置于圆底烧瓶中，加入20mL3_氨基三甲氧基硅氧烷，IOOmL甲苯，110°C下冷凝回流16h。反应后静止冷却，将产物离心，甲苯、丙酮洗涤，真空干燥制得氨基功能化石墨烯。c.取50mg氨基功能化石墨烯置于圆底烧瓶内，加入无水乙醇、乙酸各50mL,超声至分散均匀，加入200mgEDTA 二酸酐，76°C下，冷凝回流反应16h，静止冷却。离心洗涤，真空干燥，制得EDTA功能化石墨烯。(2)将EDTA功能化石墨烯通过超声分散配制成0.5mg / mL的溶液；(3)取5 μ L上述溶液滴涂在打磨抛光至镜面的玻碳电极表面，玻碳电极直径为3mm ；(4)电极在室温下晾干后制成工作电极。检测过程(I)测试底液选用磷酸盐缓冲溶液为测试底液，溶液pH为5.0 ;⑵富集富集电位选择-1.2V，沉积时间450s，平衡时间IOs ；(3)溶出采用差分脉冲溶出伏安法，设定初始电位-1.0，终止电位-0.5，电位增量0.0004V，脉冲幅度0.002V，脉冲宽度0.ls，记录溶出伏安曲线。实施例2:电极制备过程(I)EDTA功能化石墨烯修饰电极的制备a.采用Hrnnmer法制备氧化石墨烯,经离心、洗漆至中性,真空干燥。b.取上述产物IOOmg置于圆底烧瓶中，加入20mL3-氨基三乙氧基硅氧烷，IOOmL甲苯，110°C下冷凝回流16h。反应后静止冷却，将产物离心，甲苯、丙酮洗涤，真空干燥制得氨基功能化石墨烯。c.取50mg氨基功能化石墨烯置于圆底烧瓶内，加入无水乙醇、乙酸各50mL,超声至分散均勻，加入400mgEDTA 二酸酐,76°C下,冷凝回流反应16h,静止冷却。离心洗漆，真空干燥，制得EDTA功能化石墨烯。(2)将EDTA功能化石墨烯通过超声分散配制成0.2mg/mL的溶液；(3)取15 μ L上述溶液滴涂在打磨抛光至镜面的玻碳电极表面，玻碳电极直径为4mm(4)电极在室温下晾干后制成工作电极。检测过程(I)测试底液选用磷酸盐缓冲溶液为测试底液，溶液pH为6.0 ;⑵富集富集电位选择-1.2V，沉积时间450s，平衡时间20s ；(3)溶出采用差分脉冲溶出伏安法，设定初始电位-1.0，终止电位-0.5，电位增量0.0004V，脉冲幅度0.002V，脉冲宽度0.ls，记录溶出伏安曲线。实施例3:(I)EDTA功能化石墨烯修饰电极的制备a.采用Hrnnmer法制备氧化石墨烯,经离心、洗漆至中性,真空干燥。b.取上述产物IOOmg置于圆底烧瓶中，加入20mL3-氨基三甲氧基硅氧烷，IOOmL甲苯，110°C下冷凝回流16h。反应后静止冷却，将产物离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二乙胺四乙酸(EDTA)功能化石墨烯修饰玻碳电极的制备方法所述制备方法包括以下步骤：(1)EDTA功能化石墨烯制备a.采用Hummer法制备氧化石墨烯；b.将上述产物与硅烷化试剂反应引入氨基，制备氨基功能化石墨烯；c.将氨基功能化石墨烯与EDTA酸酐反应制备EDTA功能化石墨烯；(2)将EDTA功能化石墨烯超声分散制成0.1～1mg/L的分散液；(3)取3～15μL上述溶液滴涂在打磨抛光至镜面的玻碳电极表面；(4)电极在室温下晾干后制成工作电极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王会才，赵修青，于璐洋，姚晓霞，马振华，陈甜，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
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