一种基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铜含量检测技术领域，具体涉及一种基于氨基功能化离子液体-碳纳 米管的铜离子选择电极的制备方法。
【背景技术】
[0002] 铜是人体内必需的8种微量元素之一，它是人体骨骼生长和结缔组织形成的重要 元素，是人体内多种酶的组成成分，而且铁的吸收和利用也受铜的影响。虽然铜对人体很重 要，但人体对铜的需求量和中毒量十分接近。和其他重金属一样，铜在人体内的过量堆积， 可对人体的肝脏和神经系统造成严重的损害。因此，研究食品中铜含量的分析方法有十分 重要的意义。目前测量铜含量的主要方法有原子吸收光谱法和分光光度法。该方法虽精确 度较好，但却成本高，样品预处理复杂，而离子选择性电极因其容易制备、非破坏性分析、选 择性好、线性范围宽、响应快、抗干扰稳定、成本低以及可在线使用等优点而得到广泛应用。 [0003]目前已经报道了多种铜离子选择性电极，所用电极敏感材料有钠型蒙脱石、开链 酰胺、氧化三辛基膦、四苯硼酸盐、二硫代二正辛基磷酸、冠醚、1，10-邻菲罗啉、二硫代胺基 甲酸盐等。上述铜离子选择电极各有优缺点，但多数在响应时间、灵敏度方面不尽如人意。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电 极，该选择电极导电性、灵敏度和选择性都得到了很大提高，检测所需时间更短、精度更高。
[0005] 本发明的目的还在于提供一种基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择 电极的制备方法，该方法简单、便捷、适于工业化生产。
[0006] 为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] -种基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极，包括玻璃管、玻璃管 内填充物以及玻璃管内插装的铜丝，所述填充物按重量比例由以下原料组成:氨基功能化 离子液体:固态离子液体:羧基化的碳纳米管为10-40:10-40:1-3。
[0008] 所述氨基功能化离子液体为1-丁基-3-(2-乙胺基)咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺。
[0009] 所述固态离子液体为四丁基鱗双三氟甲烷磺酰亚胺。
[0010] 上述的基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极的制备方法，包括 电极填充液的制备和电极的制备，所述电极填充液的制备方法为:将氨基功能化离子液体、 固态离子液体、羧基化的碳纳米管按所述比例混合后，70-75°C然后加入无水乙醇混合均 匀，然后除去无水乙醇，即得所述电极填充液。
[0011] 所述除去无水乙醇为加热至70_75°C以除去无水乙醇。
[0012] 所述电极的制备方法为:将铜丝插入玻璃管内，并进行固定，使铜丝一端与玻璃管 平齐，另一端伸出玻璃管，然后将所述电极填充液填入玻璃管中。
[0013] 所述铜丝长度为4.5cm，所述玻璃管长度3cm，内径为2mm，所述电极填充液重量为 Ο·016-0·018g〇
[0014]所述氨基功能化离子液体为1-丁基-3-(2-乙胺基)咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺。 [0015]所述固态离子液体为四丁基鱗双三氟甲烷磺酰亚胺。
[0016] 本发明所提供的铜离子选择电极，使用前将电极在1.0Xl(T5m〇l/L Cu2+的标准溶 液中浸泡活化处理3小时，并用蒸馏水清洗到纯水电位。
[0017] 本发明采用氨基功能化离子液体作为铜离子响应物质，并以碳纳米管作为导电材 料，实现对铜离子的选择性检测，同时采用固态离子液体代替传统离子选择性电极中用作 粘合剂的石錯以提尚导电性。碳纳米管具有比表面积大、水热稳定性好、表面基团可功能 化、吸附容量高等特性，为其功能化组装成离子选择性电极，制备性能良好的电化学传感器 提供了有利条件。它能够促进金属离子在电极表面的富集，加速电活性物质在孔道内的迀 移和电子的传递，提高电极的灵敏度。离子液体导电性能优异，同时氨基作为配体，易与铜 离子形成稳定的铜氨配合物，从而对铜离子进行检测。
[0018] 本发明提供的基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极，其导电性、 灵敏度和选择性得到了很大提高，检测速度更快，精度更高，能够快速准确地测量铜离子的 浓度，所需时间仅需数秒钟，线性范围：l(T 1()-l(r5m〇l/L，检测限：1.07 X l(Tnm〇l/L，能很好 地满足实际的应用需要。
[0019] 本发明提供的基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极的制备方 法，采用填装方式制作离子选择性电极，电极的制备方法简单，适于工业化生产。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实施例1提供的铜离子选择性电极标准工作曲线。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1
[0022] -种基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极，包括玻璃管、玻璃管 内填充物以及玻璃管内插装的铜丝，所述填充物按重量比例由以下原料组成:氨基功能化 离子液体：固态离子液体:羧基化的碳纳米管为10:10:1，所述氨基功能化离子液体为1-丁 基-3-(2-乙胺基)咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺，所述固态离子液体为四丁基鱗双三氟甲烷磺 酰亚胺。
[0023] 上述的基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极的制备方法，具体 如下：
[0024] (1)制备电极填充液:将氨基功能化离子液体、固态离子液体、羧基化的碳纳米管 按所述比例混合后得混合物，在70°C条件下加热至混合物熔融，然后加入混合物体积2倍的 无水乙醇通过超声混合均匀，然后放入干燥箱中，在70°C条件下除去无水乙醇即得所述电 极填充液，盖上盖子常温放置备用；
[0025] (2)制备电极:选取长度为4.5cm的铜丝、长度3cm，内径为2mm的玻璃管，将铜丝插 入玻璃管内，并用胶带进行固定，使铜丝一端与玻璃管平齐，另一端伸出玻璃管，然后将所 述电极填充液填入玻璃管中，使其冷却后在玻璃管内凝固，然后除去玻璃管外多余填料，将 其打磨至表面平整，所述电极填充液重量为0. 〇172g。
[0026] 实施例2
[0027] -种基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极，包括玻璃管、玻璃管 内填充物以及玻璃管内插装的铜丝，所述填充物按重量比例由以下原料组成:氨基功能化 离子液体：固态离子液体:羧基化的碳纳米管为20:40: 3，所述氨基功能化离子液体为1-丁 基-3-(2-乙胺基)咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺，所述固态离子液体为四丁基鱗双三氟甲烷磺 酰亚胺。
[0028] 上述的基于氨基功能化离子液体-碳纳米管的铜离子选择电极的制备方法，具体 如下：
[0029] (1)制备电极填充液:将氨基功能化离子液体、固态离子液体、羧基化的碳纳米管