基于双金属卟啉配位聚合物的电化学传感器检测过氧化氢和亚硝酸盐的方法_2

文档序号:8921155阅读:来源:国知局
步骤(2)相同的条件下,对检测样品进行电化学检测,读取响应电流,依据 i-c标准曲线计算得到过氧化氢浓度。
[0025] 根据本发明方法,基于所述的电化学传感器检测亚硝酸盐的方法,包括以下步 骤:
[0026] (1)制备所述的基于双金属卟啉配位聚合物的电化学传感器;
[0027] (2)计时电流法(it)测定亚硝酸盐的标准曲线
[0028] 配制亚硝酸盐标准溶液,以所述的基于双金属卟啉配位聚合物的电化学传感器为 工作电极,铂电极为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极组成三电极系统,在恒定的检测电 位下,采用计时电流法得到亚硝酸盐响应电流的i-t曲线,绘制或线性回归得到i-c标准曲 线;
[0029] 优选地,检测电位为0. 70V~0. 95V,最佳工作电位为0. 85V。
[0030] (3)检测
[0031] 在与步骤(2)相同的条件下,对检测样品进行电化学检测,读取响应电流,依据 i-c标准曲线计算得到亚硝酸盐浓度。
[0032] 本发明的有益效果:根据本发明的检测过氧化氢或亚硝酸盐的方法,基于金 属-卟啉配位聚合物的电化学传感器,具有独特的双金属电催化活性,是一种双功能电化 学传感器,对过氧化氢和亚硝酸盐等物质具有良好的电催化性能。为了进一步改善传感器 的性能,通过金属卟啉配位聚合物/CNTs复合材料制备电化学传感器-II。本发明通过电化 学传感技术检测过氧化氢或亚硝酸盐,解决了当前食品、环境和工业中过氧化氢、亚硝酸盐 检测中存在的检测速度慢、成本高,操作复杂等问题,具有检测速度快,灵敏度高,成本低等 特点。
[0033] 下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施 方式为限,而是由权利要求加以限定。
【附图说明】
[0034] 图1为双金属卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的XRD谱图,包括平面结构的XRD谱图 (用圆形标注),层间距的XRD谱图(用方形标注)。
[0035] 图2为双金属卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的红外光谱图(FTIR)。
[0036] 图3为双金属卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的紫外(UV)光谱图。
[0037] 图4为双金属卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu的透射电镜图(A)和扫描电镜图(B)。
[0038] 图5电化学传感器-I的循环伏安图,图A: (a)裸玻碳电极,无过氧化氢;(b)裸 玻碳电极,〇.Smmoir1过氧化氢;(C)电化学传感器-1,无过氧化氢;(d)电化学传感器-1, 0.Smmoll/1过氧化氢;图B:(a)裸玻碳电极,无亚硝酸钠;(b)裸玻碳电极,0. 25mmolLH亚 硝酸钠;(c)电化学传感器-1,无亚硝酸钠;(d)电化学传感器-I,0.ZSmmoir1亚硝酸钠。
[0039] 图6 (A)电化学传感器-I对过氧化氢在恒电位_0. 25V的电流响应图,插图为电 流响应对过氧化氢浓度作图;(B)电化学传感器-I对亚硝酸钠在恒电位0. 85V的电流响应 图,插图为电流响应对亚硝酸钠浓度作图。
[0040] 图7电化学传感器-II的循环伏安图,图A: (a)多壁碳纳米管修饰玻碳电极,无过 氧化氢;(b)多壁碳纳米管修饰玻碳电极,0.Smmoll/1过氧化氢;(c)电化学传感器-II,无 过氧化氢;(d)电化学传感器-II,0.Smmoll/1过氧化氢;图B: (a)多壁碳纳米管修饰玻碳 电极,无亚硝酸钠;(b)多壁碳纳米管修饰玻碳电极,O.SmmolI/1亚硝酸钠;(c)电化学传感 器-II,无亚硝酸钠;(d)电化学传感器-II,0.Smmoir1亚硝酸钠。
[0041] 图8(A)电化学传感器-II对过氧化氢在恒电位_0. 25V的电流响应图,插图为电 流响应对过氧化氢浓度作图;(B)电化学传感器-II对亚硝酸钠在恒电位0. 85V的电流响 应图,插图为电流响应对亚硝酸钠浓度作图。
[0042] 图9电化学传感器-II分别检测过氧化氢⑷和亚硝酸钠⑶的抗干扰性。
【具体实施方式】
[0043] 下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明,但有必要 指出以下实施例只用于对
【发明内容】
的描述,并不构成对本发明保护范围的限制。
[0044] 根据本发明的基于双金属卟啉配位聚合物的电化学传感器,是一种双金属卟 啉配位聚合物CoTCPP-Cu修饰电极,即在基底电极表面修饰双金属卟啉配位聚合物 CoTCPP-Cu(电化学传感器-I);或者是一种CoTCPP-Cu/MWNTs修饰电极,即先以碳纳米管 修饰所述的基底电极,再在电极表面修饰双金属卟啉配位聚合物CoTCPP-Cu(电化学传感 器-II)。
[0045] 所述的双金属卟啉配位聚合物为mes〇-5,10,15, 20-四-(对羧基苯基)卟啉双金 属配位聚合物(CoTCPP-Cu),是双金属Co、Cu与四-(对羧基苯基)卟啉(TCPP)自组装形 成的配位聚合物,其中金属Co与四-(对羧基苯基)P卜啉中心的四个N发生配位,每个金属 Cu分别与来自四个四_(对羧基苯基)卟啉的羧基中的氧配位,每个羧基与两个金属Cu发 生双齿配位;即具有以下结构
[0046]
[0047] 式中,CoTCPP为四_(对羧基苯基)钴卟啉。
[0048] 所述的mes〇-5,10,15, 20-四_(对羧基苯基)P卜啉双金属配位聚合物可米用以下 方法制备:
[0049] CoTCPP和铜盐分别溶于DMF中,将配好的铜盐溶液加入到CoTCPP溶液中,再加 入酸溶液,得到有红色絮状物析出的混合溶液,混合溶液中CoTCPP:铜盐:酸的摩尔比为 1 : 4~40 : 100~400 ;将所述混合溶液加热至50~100°C进行溶剂热反应2~12天, 产物洗涤、干燥,即可得到紫红色粉末状所述双金属配位聚合物。
[0050] 上述方法制备的配位聚合物中可以包含结晶水或溶剂分子等组分。
[0051] 所述的电化学传感器采用以下方法制备:
[0052] 将CoTCPP-Cu超声分散于去离子水中形成悬浮液,将该悬浮液滴涂于基底电极表 面,晾干;再在电极表面滴涂nafion溶液,晾干,制得电化学传感器-I;
[0053] 或者,首先在基底电极上滴涂碳纳米管悬浮液并晾干,然后将所述的CoTCPP-Cu 悬浮液滴涂在所述电极表面并凉干;再在电极表面滴涂nafion溶液,晾干,制得电化学传 感器-II。
[0054] 采用循环伏安法测定其电催化活性,表明所述的电化学传感器具有独特的氧化还 原双金属双功能电化学催化活性,并可用于对过氧化氢和亚硝酸盐的电化学检测。
[0055] 基于所述的电化学传感器检测过氧化氢的方法,包括以下步骤:
[0056] (1)配制过氧化氢标准溶液
[0057] 配制一组不同浓度的过氧化氢标准溶液。
[0058] (2)循环伏安法检测过氧化氢
[0059] 在pH= 7的PBS电解质中,以裸的玻碳电极或修饰的玻碳电极为工作电极,铂电 极为辅助电极,饱和甘汞电极为参比电极,在电位-1. 〇~1. 0V内,以扫描速度100mVf进 行循环伏安扫描。裸电极和电化学传感器分别在有或无过氧化氢下的CV曲线,比较说明传 感器对H202是否有响应。当电流随着过氧化氢浓度的增大而增大则说明电化学传感器可应 用于检测过氧化氢。
[0060] (3)计时电流法(i-t)检测过氧化氢
[0061] 采用电化学传感器对过氧化氢进行电化学检测,在_0. 25V检测电位下,电化学传 感器-I在PBS(0. 1M,pH= 7)溶液中对连续滴加不同浓度和不同量的过氧化氢后,响应的 电流逐渐增大即得到i-t曲线,以大于噪音信号3倍的电流对应的浓度为最低检出限,由 i-c标准曲线得出检测的线性范围,灵敏度。
[0062] 米用相同的检测原理,在_0. 20和-0. 55V检测电位下得到i-t曲线和i-c标准曲 线,综上实验可以获得最佳工作电位为-0. 25V。
[0063] (4)检测
[0064] 在检测样品时,通过读取电流的大小,依据标准曲线就可以计算出样品中所含被 检测物过氧化氢浓度的大小。
[0065] 基于所述的电化学传感器检测亚硝酸盐的方法,包括以下步骤:
[0066] (1)配制亚硝酸钠标准溶液
[0067] 配制一组不同浓
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