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_3

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度的亚硝酸钠标准溶液。
[0068] (2)循环伏安法检测亚硝酸盐
[0069] 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亚硝酸盐的电解质溶液中的CV曲 线,比较说明传感器对亚硝酸盐是否有响应。响应电流有增加则说明电化学传感器可应用 于检测亚硝酸盐。
[0070] (3)计时电流法(it)检测亚硝酸盐
[0071] 采用电化学传感器-I对过氧化氢进行电化学检测,在0. 85V检测电位下,电化学 传感器在PBS(0. 1M,pH= 7)溶液中对连续滴加不同浓度和不同量的亚硝酸盐溶液后响应 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。
[0072] (4)检测
[0073] 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 检测物亚硝酸盐浓度的大小。
[0074] 实施例 1 双金属配位聚合物[Cu2(C0-TCPP) (H20)2] ?0? 5DMF?SKCKCoTCPP-Cu)的 制备
[0075] 称取CoTCPP3mg(0.Olmmol),加入DMF3mL使之溶解;同时称取过量的 Cu(N03) 2. 3H20 100mg(0? 4mmol),加入DMF2mL使之溶解。将上述配好的Cu(N03) 2溶液加入 到CoTCPP溶液中,边搅拌边加入HN03(1M) 1~4mL,最后得到有红色絮状物析出的混合溶 液。将该混合溶液放置到65~100°C烘箱内静置5天,得到紫红色粉末。过滤,分别用DMF、 H20和EtOH洗涤,并在室温下晾干。
[0076] CoTCPP的合成可参照文献:(a)Lindsey,J.S.,H.C.Hsu,andI.C.Schreiman, SYNTHESISOFTETRAPHENYLPORPHYRINSUNDERVERYMILD⑶NDITIONS.Tetrahedron Letters,1986. 27(41) :4969-4970. (b)Kumar,A.,etal.,One-potgeneralsynthesisof metalloporphyrins.TetrahedronLetters,2007. 48(41) :7287_7290〇
[0077] 制得的双金属配位聚合物CoTCPP-Cu,XRD光谱(图1)显示平面结构特征峰 (110)、(320)、(400)、(330)、(440)和(550)八710),层间距特征峰(001)、(002)和(004), 计算出层间距为l.Onm。红外和紫外光谱图(图2、3)表明,Co与卟啉空腔中的N发生配 位,Cu与羧酸发生配位。CoTCPP-Cu在1726CHT1处-C00H中C= 0的伸缩振动吸收峰消 失,说明-C00H已全部配位,在1435CHT1和950CHT1处羧基的0-H振动吸收峰消失,进一步说 明-C00H已完全配位。1604、1404CHT1是羧酸根离子的反对称Vas(C00-)和对称Vs(C00-) 伸缩振动,1604与1404CHT1差值等于200CHT1,羧基可能以双齿方式与Cu(II)配位。如图3 为紫外光谱图,(a)TCPP在DMF中吸收光谱,在420nm处出现一个强峰S带,在515、549、590 和646nm处出现四个低能量的Q带。(b)是CoTCPP在DMF中的吸收光谱,由于金属离子Co 与卟啉环中的N发生配位,使得S带红移至433nm,四个Q带变成两个,出现在548和595nm 处,Q带吸收峰的减少是因为卟啉配体属于D2h点群,配合物属于D4h点群。(c)是Cu-C〇TCPP在DMF中的吸收光谱,S带蓝移至419nm,同时Q带减少为一个,这是因为金属卟啉环上带有 的羧基〇与Cu(II)配位,提高了配位聚合物分子的对称性。紫外可见光谱的变化说明配位 聚合物是以CoTCPP为结构单元的配位聚合物。从SEM和TEM电镜图(图4)中可以看出, 所述的CoTCPP-Cu为100-200nm碎片堆积成宽为0. 1-2ym,长为0. 5-3ym的不规则粒子。
[0078] 实施例2电化学传感器-I的制备
[0079] (1)裸玻碳电极的抛光与清洗
[0080] 将玻碳电极用二次去离子水洗净并超声一分钟,再用直径为0. 3um的氧化铝粉末 打磨五分钟,将打磨布和电极上的粉浆用二次去离子水洗净,并将玻碳电极放于二次去离 子水中超声一分钟,反复打磨与清洗后,最后将玻碳电极吹干备用。
[0081] (2)电极修饰
[0082] 将5mg的CoTCPP-Cu超声分散于400yL去离子水中形成悬浮液,将6yL该悬浮 液滴涂于步骤(1)得到的玻碳电极表面,晾干;再在电极表面滴涂2yL1 %nafion溶液, 晾干,即得CoTCPP-Cu修饰电极,记作电传感器-I。
[0083] 实施例3电化学传感器-I应用于过氧化氢检测的循环伏安扫描
[0084] (1)配制过氧化氢标准溶液
[0085] 取30%过氧化氢溶液84yL,并将其稀释到4mL.即配制成了 0. 2molI71过氧化氢 溶液,,其他浓度按相同方法配制。
[0086] (2)过氧化氢检测的循环伏安图
[0087] 在pH= 7的PBS电解液中裸电极和电化学传感器-I分别在有或无过氧化氢下的 C-V曲线,如附图5A所示,a为裸的GCE,b为裸的GCE加0. a与b比较说明裸 的GCE对H202没有响应。c-d分别是电化学传感器-I加入不同浓度的H2020和0. 5mmolI71, 随着过氧化氢的加入,还原电流的响应逐渐增强,说明电化学传感器-I对过氧化氢具有还 原电催化活性。
[0088] 实施例4电化学传感器-I检测过氧化氢条件的优化
[0089] 不同的检测电势会对检测产生影响,由计时电流法(it)进行确定。
[0090] 采用电化学传感器-I对过氧化氢进行电化学检测,附图6A所示,在-0. 25V检测 电位下,电化学传感器-I在PBS(0.lM,pH= 7)溶液中对连续滴加不同浓度(0.OlmolI71, 0? 02molL'0. 2molI71)和不同量的过氧化氢后响应的电流逐渐增大即得到it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,重复5次以上的实验得出,上述方法的 最低检出限为2. 5X1(T6M,附图6A中插图为过氧化氢的响应电流与浓度的校正曲线,线性 方程为:Y= -1. 01848-2. 01421X,得出上述检测的线性范围为7. 0X10_5-4. 7X10_3M(R= 0? 996),灵敏度为 23. 5mAmol1cm2。
[0091] 采用相同的检测原理,在-0.20V检测电位下,得到的检测结果为:最低检出 限为 4. 0X10_5M,线性范围为 4. 4X10-4-7. 3X10_3M,灵敏度为 3. 5mAmollcnT2;同时 在检测电位为-0. 55V时,得到的检测结果为:最低检出限为7. 5X1(T6M,线性范围为 7. 5Xl(T6-3. 71X1(T3M,灵敏度为 23.SmAmor1LcnT2。
[0092] 综上实验可以获得最佳工作电位为-0. 25V。
[0093] 实施例5电化学传感器-I用于亚硝酸盐的检测
[0094] (1)配制亚硝酸钠标准溶液
[0095] 称取0. 1399g的亚硝酸钠粉末,再加入2. 028mL的二次去离子水溶解,即配制成 0? 2molI71,其他浓度按相同的方法配制。
[0096] (2)电化学传感器-I检测亚硝酸盐的循环伏安图
[0097] 如附图5B所示,为裸电极和电化学传感器-I分别在有或无亚硝酸钠下的CV曲 线,裸的玻碳电极在无亚硝酸盐的PBS电解质中的循环伏安(曲线a),裸的玻碳电极在 0.Smmoll/1亚硝酸盐的PBS电解质中的循环伏安(曲线b),电化学传感器-I无亚硝酸盐时 的循环伏安(曲线c),电化学传感器-I在0.Smmoir1亚硝酸盐的PBS电解质中的循环伏 安(曲线d),C〇m/C〇n氧化电流的响应逐渐增强,说明电化学传感器-I对亚硝酸盐的具有 氧化电催化活性。
[0098] 实施例6电化学传感器-I检测亚硝酸盐的it曲线
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