用于甲醛检测的碳纳米管电极的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于甲醛检测的碳纳米管电极的制备方法，并基于此电极制备了一种电化学传感器，用于甲醛的检测。本发明通过La(NO3)3、Co(NO3)3、碳纳米管(CNT)、柠檬酸制备出具有纳米结构的LaCoO3-CNT并将其涂覆到玻璃碳电极表面，制备成LaCoO3-CNT/GC电极，并制备出电化学传感器。本发明涉及的基于LaCoO3-CNT/GC电极的电化学传感器，用于检测甲醛含量时，具有携带使用方便、体积小、检测限低、响应速度快、选择性好等特点，具有在日常生活中作为常规检测仪器的前景。
【专利说明】用于甲醛检测的碳纳米管电极的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学传感器电极领域，具体涉及一种碳纳米管复合电极的制备方法及其在电化学传感器方面的用途。
【背景技术】
[0002]甲醛，作为一种重要的工业原料，在化工、食品、建材等方面有着广泛的应用。但甲醛的污染问题也一直被人们关注，尤其是在建筑方面，房屋装修后，残留的甲醛对皮肤粘膜有刺激作用，能与人体内的蛋白质结合使人中毒，并且甲醛还具有很高的致癌与致畸形，因此，能够准确地定性和定量地检测甲醛，是解决甲醛污染问题的前提。
[0003]传统的测定甲醛的方法主要为理化方法测定，有吸光光度法、色谱法、极谱法、动力学分析法、流动注射法等，这些方法的缺点在于需要现场采集样品，再到实验室内进行分析，不能满足快速实时在线检测、连续检测等要求。
[0004]目前应用的检测甲醛的传感器中，金属氧化物传感器普遍存在灵敏度不高、选择性不好的缺点；声表面波式传感器对甲醛的检测限要求高，并不能检测出痕量的甲醛；光化学传感器在甲醛检测方面的研究还不成熟；而电化学传感器在甲醛检测方面有较大的进展，尤其是在纳米电极制备方面，但关于LaCoO3与碳纳米管复合电极的电化学传感器未有报道。
【发明内容】
[0005]基于现有技术的缺陷，本发明制备了一种可用于检测甲醛的LaCo03-CNT/GC电极，并以该电极为基础制备了一种电化学传感器，可以方便快捷地测定空气中甲醛的含量。
[0006]一种LaCo03-CNT/GC电极的制备方法，包括如下步骤:
[0007](I)配液:取I?3份La (NO3) 3、I?3份Co (NO3) 3、3?9份碳纳米管(CNT)、10?30份柠檬酸，加入到100?300份水中震荡，并进行磁力搅拌，温度为50°C，搅拌速率为120?200r/min，搅拌时间为I?3h。
[0008](2)烘烤:将混合均匀的络合溶液放到通风处，用密集烘烤设备如热风烤箱等将络合溶液烘烤成粉末状固体颗粒，把固体颗粒放入马弗炉中高温煅烧3?9h，煅烧温度为600?900°C，煅烧完成后将冷却的固体在研钵中仔细研磨，得到黑灰色粉末。
[0009](3) LaCoO3-CNT的制备:将步骤(2)得到的黑灰色粉末初始产物取I?3份，加入到100?300份的30%的NaOH溶液中，超声振荡15?30min，以使悬浊液更加地均匀，将悬浊液放置于烘箱中，将温度设置为80?160°C,反应10?24h,反应完成后冷却、用去离子水洗涤5?8次，即得到LaCoO3-CNT,用超声振荡的方法将LaCoO3-CNT均匀分散在水中，配制成lmg/mL的LaCoO3-CNT悬池液。
[0010](4)电极的制备:取一根直径2_的玻璃碳电极，用Al2O3打磨抛光，再用去离子水冲洗3?5次，取I?5 μ L的LaCoO3-CNT悬浊液涂覆在上述打磨抛光的玻璃碳电极表面，在室温条件下干燥10?15h，即得到LaCo03_CNT/GC电极。
[0011]本发明的LaCo03-CNT/GC电极可用于制备电化学传感器，并用于甲醛的检测，具体为:将LaCo03_CNT/GC电极作为工作电极,与参比电极一同固定到电化学传感器的兀器件内，并封装到元器件基板上，电极的一部分与电解质接触，电解质上面覆盖一层过滤膜，甲醛气体可通过过滤膜进入到电解质层，从而被LaCo03_CNT/GC电极与参比电极检测到，两者之间产生电势差，这种电势差以电信号的形式传递到外部电路中，外部电路通过数据处理，在外部显示设备上将甲醛的浓度数值直接显示出来。
[0012]本发明涉及的LaCo03-CNT/GC电极中，LaCoO3对甲醛具有很好的选择性，碳纳米管能够增加电极与甲醛气体接触的比表面积，被碳纳米管改性的LaCoO3玻璃碳电极既具有纳米材料的优点也保留了本身对甲醛的高选择性。
[0013]本发明涉及的LaCo03-CNT/GC电极及基与此电极制备的电化学传感器，具有携带使用方便、体积小、检测限低、响应速度快、选择性好等特点，具有在日常生活中作为常规检测仪器的前景。
【具体实施方式】
[0014]下面通过具体实施例，进一步对本发明的技术方案进行具体说明。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本发明的范围，同时本领域的技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
[0015]实施例1
[0016]一种LaCo03-CNT/GC电极的制备方法，包括如下步骤:
[0017](I)配液:取I份La(N03)3、l份Co(N03)3、3份碳纳米管(CNT)、10份柠檬酸，加入到100份水中震荡，并进行磁力搅拌温度为50°C，搅拌速率为120r/min，搅拌时间为lh。
[0018](2)烘烤:将混合均匀的络合溶液放到通风处，用密集烘烤设备将络合溶液烘烤成粉末状固体颗粒，把固体颗粒放入马弗炉中高温煅烧3h，煅烧温度为800°C，煅烧完成后将冷却的固体在研钵中仔细研磨，得到黑灰色粉末。
[0019]⑶LaCoO3-CNT的制备:将步骤⑵得到的黑灰色粉末初始产物取I份，加入到100份的30 %的NaOH溶液中，超声振荡30min，以使悬浊液更加均匀。将悬浊液放置于烘箱中，将温度设置为160°C，反应10h，反应完成后冷却、用去离子水洗涤8次，即得到LaCoO3-CNT,用超声振荡的方法将LaCoO3-CNT均匀分散在水中，配制成lmg/mL的LaCoO3-CNT悬浊液。
[0020](4)电极的制备:取一根直径2mm的玻璃碳电极，用Al2O3打磨抛光，再用去离子水冲洗3?5次，取I μ L的LaCoO3-CNT悬浊液涂覆在上述打磨抛光的玻璃碳电极表面，在室温条件下干燥10h，即得到LaCo03_CNT/GC电极。
[0021]实施例2
[0022]一种LaCo03-CNT/GC电极的制备方法，包括如下步骤:
[0023](I)配液:取2份La(N03)3、2份Co(N03)3、6份碳纳米管(CNT)、20份柠檬酸，加入到200份水中震荡，并进行磁力搅拌温度为50°C，搅拌速率为160r/min，搅拌时间为2h。
[0024](2)烘烤:将混合均匀的络合溶液放到通风处，用热风烤箱将络合溶液烘烤成粉末状固体颗粒，把固体颗粒放入马弗炉中高温煅烧5h，煅烧温度为700°C，煅烧完成后将冷却的固体在研钵中仔细研磨，得到黑灰色粉末。
[0025](3) LaCoO3-CNT的制备:将步骤(2)得到的黑灰色粉末初始产物取2份，加入到200份的30%的NaOH溶液中，超声振荡25min，以使悬浊液更加均匀。将悬浊液放置于烘箱中，将温度设置为120°C，反应17h，反应完成后冷却、用去离子水洗涤6次，即得LaCoO3-CNT,用超声振荡的方法将LaCoO3-CNT均匀分散在水中，配制成lmg/mL的LaCo03_CNT悬浊液。
[0026](4)电极的制备:取一根直径2_的玻璃碳电极，用Al2O3打磨抛光，再用去离子水冲洗3?5次，取3 μ L的LaCoO3-CNT悬浊液涂覆在上述打磨抛光的玻璃碳电极表面，在室温条件下干燥13h，即得到LaCo03_CNT/GC电极。
【权利要求】
1.用于甲醛检测的碳纳米管电极的制备方法，其步骤如下: (1)配液:取I?3份La(NO3) 3、I?3份Co (NO3) 3、3?9份碳纳米管(CNT)、10?30份柠檬酸，加入到100?300份水中震荡，并进行磁力搅拌，温度为50°C，搅拌速率为120?200r/min,揽拌时间为I?3h ; (2)烘烤:将混合均匀的络合溶液放到通风处，用密集烘烤设备将络合溶液烘烤成粉末状固体颗粒，把固体颗粒放入马弗炉中高温煅烧3?9h，煅烧温度为600?900°C，煅烧完成后，将冷却的固体在研钵中仔细研磨，得到黑灰色粉末； (3)LaCoO3-CNT的制备:将步骤⑵得到的黑灰色粉末初始产物取I?3份，加入到100?300份的30 %的NaOH溶液中，超声振荡15?30min，形成悬浊液；将悬浊液放置于80?160°C烘箱中，反应10?24h，反应完成后冷却、用去离子水洗涤5?8次，即得LaCoO3-CNT，用超声振荡的方法将LaCoO3-CNT均匀分散在水中，配制成lmg/mL的LaCoO3-CNT 悬浊液； (4)电极的制备:取一根直径2mm的玻璃碳电极，用Al2O3打磨抛光，再用去离子水冲洗3?5次，取I?5 μ L的LaCoO3-CNT悬浊液涂覆在上述打磨抛光的玻璃碳电极表面，在室温条件下干燥10?15h，即得到LaCo03_CNT/GC电极。
2.根据权利要求1所述电极的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述密集烘烤设备为热风烤箱。
3.一种基于权利要求1或2的电化学传感器，其特征在于:将LaCo03_CNT/GC电极作为工作电极，与参比电极一同固定到电化学传感器的元器件内，并封装到元器件基板上，电极的一部分与电解质接触，电解质上面覆盖一层过滤膜。
4.一种基于权利要求3的电化学传感器的用途，其特征在于:所述电化学传感器用于检测甲醛气体的浓度。
5.一种基于权利要求3的电化学传感器用于检测甲醛浓度的方法，其特征在于:甲醛气体通过过滤膜进入到电解质层，被LaCo03_CNT/GC电极与参比电极检测到，两者之间产生电势差，这种电势差以电信号的形式传递到外部电路中，外部电路通过数据处理，在外部显示设备上将甲醛的浓度数值直接显示出来。
【文档编号】G01N27/416GK104237347SQ201410529696
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】孙京华, 潘正海 申请人:无锡百灵传感技术有限公司