双酚a可抛式纸基传感器及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于电化学检测技术领域，特别是涉及一种双酚A可抛式纸基传感器及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]双酚A(Bisphenol A，简称BPA)，化学名称为2，2_二(4_羟基苯基)丙烷，属于低毒性化学物质，广泛用来生产聚碳酸酯、环氧树脂等材料，常用于玩具、奶瓶、饮水杯、食品包装材料等产品的生产中。其结构类似雄二醇和乙烯雌酚，因而具有和其他环境激素类似的效应，发挥拟雌激素作用，干扰生物体生殖、生长发育、神经系统、免疫系统等，甚至诱发癌症。世界各国都纷纷出台了相应的法律法规来禁止双酚A的应用。因此，建立一种可以对痕量双酚A快速检测的简便方法具有重要的意义。目前双酚A检测常用的方法有色谱法、分光光度法、免疫分析法和电化学法等，与其他方法相比，电化学分析方法具有操作简单、分析速度快、成本低、适用于现场检测等优势。电化学检测方法的核心是电化学传感器的设计，它能通过测定目标分析物的电学或电化学性质，从而对其进行定性或定量分析。近年来，利用新型功能化纳米材料，开发优越的电化学传感器已经成为科学家们日益关注的热点。
[0003]现有技术中采用平板式导体层作为电极基底，聚合物导电膜作为结合层，平板式导体层采用ΙΤ0玻璃，聚合物导电膜采用碳导电胶，但该传感器仅能用于检测六价铬，无法用于检测双酸A，且成本高，制作时需采用专用工具切割，制作不方便。
[0004]目前双酚A的电化学检测多采用纳米材料修饰的玻碳电极和金属电极作为工作电极进行检测，其电极制备成本较高，电极需要反复使用，且双酸A氧化反应为不可逆反应，氧化产物易使工作电极表面发生钝化，修饰电极的表面活性位点被双酸A氧化产物占据，无法用于双酸A的多次测量。所以这些电极存在的问题是每次使用前都需要打磨，要经过复杂的处理，过程很繁琐，而且处理后效果变差，重现性差，导致检测结果不准确，无法满足实际检测的需要。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种能用于检测双酚A、制作简单、使用方便、重现性好、成本低的双酸A可抛式纸基传感器及其制备方法和应用。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种双酚A可抛式纸基传感器，包括覆膜铜版纸，覆膜铜版纸上镀有一层钛膜，钛膜上镀有一层金膜，金膜上粘贴胶带层，胶带层覆盖金膜50 %?80 %的面积，胶带层上开设圆孔，圆孔处的金膜上修饰一层多壁碳纳米管。
[0008]本发明双酚A可抛式纸基传感器，进一步的，所述钛膜的镀制方法如下:将覆膜铜版纸放置于高真空离子溅射仪的样品台上，采用钛金属片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5?9cm，派射真空度不大于2 X 10—3mbar，派射电流为80?120mA，派射时间为50?150s，从而在覆膜铜版纸上溅射一层钛膜。
[0009]本发明双酚A可抛式纸基传感器，进一步的，所述多壁碳纳米管的修饰方法为:将10?30yL质量浓度为0.5?1%。的多壁碳纳米管水分散液滴加于圆孔区域，使其均匀的覆盖在该区域内，然后置于40°C?45°C烘箱中烘干。
[0010]本发明双酸A可抛式纸基传感器，进一步的，所述圆孔的直径为4?6_。
[0011]本发明双酚A可抛式纸基传感器，进一步的，所述圆孔处的多壁碳纳米管上覆盖圆形滤纸片。
[0012]本发明双酚A可抛式纸基传感器，进一步的，所述圆形滤纸片的直径为6?8mm，比圆孔的直径大1?2_。
[0013]本发明还提供了上述双酸A可抛式纸基传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0014](1)将覆膜铜版纸放置于高真空离子溅射仪的样品台上，首先在覆膜铜版纸上溅射一层纳米尺度的钛膜，采用钛金属片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5?9cm，溅射真空度不大于2X10—3mbar，溅射电流为80?120mA，溅射时间为50?150s;然后，再在钛膜上溅射一层纳米尺度的金膜，采用金片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5?9cm，溅射真空度不大于2 X 10—3mbar，溅射电流为15?50mA，溅射时间为50?150s ；
[0015](2)将溅射好的覆膜铜版纸取出，裁剪成实验所需要的尺寸大小，用外径4?6mm的打孔器在胶带上打孔，然后将胶带粘贴在金膜上，使胶带覆盖金膜50 % -80 %的面积，形成胶带层；
[0016](3)将10?30yL质量浓度为0.5?1%。的多壁碳纳米管水分散液滴加于圆孔区域，使其均匀的覆盖在该区域内，然后置于40°C?45°C烘箱中烘干，制得本发明双酚A可抛式纸基传感器。
[0017]本发明双酚A可抛式纸基传感器的制备方法，进一步的，所述步骤(3)完成后，在圆孔区域粘贴直径为6?8_的圆形滤纸片，滤纸片的直径比圆孔的直径大1?2_。
[0018]本发明还提供了上述双酸A可抛式纸基传感器在检测双酸A中的应用。
[0019]本发明双酚A可抛式纸基传感器及其制备方法和应用与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0020]1、本发明双酚A可抛式纸基传感器是一次性使用的，每次检测使用新的传感器，无需重复使用，无需进行处理直接使用即可，使用方便，且保证每一片的结果都一样，重现性好，检测结果准确。
[0021]2、采用覆膜铜版纸作为电极基底，替代了 ΙΤ0玻璃或石墨薄片基底，成本低廉，材料绿色环保无污染，柔韧性好，无需特殊工具切割，更加便于加工使用，极大的降低了电极成本。
[0022]3、在圆孔处的金膜上修饰一层多壁碳纳米管，利用多壁碳纳米管的高比表面积、良好的导电性及高吸附性能等特殊电化学性质实现了对于双酸A的高效检测。
[0023]4、采用覆膜铜版纸作为电极基底，在覆膜铜版纸上溅射一层纳米尺度的钛膜作为结合层，再在钛膜上溅射一层纳米尺度的金膜，作为修饰反应的基底并提供良好的导电性，加快了电子传输能力，实验证明本发明纸基传感器对双酚A的响应良好，实现了对双酚A的快速电化学检测。
[0024]5、采用离子溅射法分别镀制纳米尺度的钛膜和金膜，制作过程简单，可批量制备，制作时间短，方便使用。
[0025]下面结合附图对本发明的双酚A可抛式纸基传感器及其制备方法和应用作进一步说明。
【附图说明】
[0026]图1为本发明双酸A可抛式纸基传感器的剖视图；
[0027]图2为采用实施例2制备的双酚A可抛式纸基传感器测定不同浓度双酚A标准溶液的电化学响应图谱；
[0028]图3为实施例4测得的双酸A标准曲线图；
[0029]图4为实施例5测得的双酸A标准曲线图；
[0030]图5为实施例6测得的双酸A标准曲线图；
[0031]图6为采用本发明纸基传感器及现有技术传感器分别检测双酚A标准溶液的电化学响应图谱。
【具体实施方式】
[0032]如图1所示，本发明双酚A可抛式纸基传感器包括覆膜铜版纸1，覆膜铜版纸1上镀有一层纳米尺度的钛膜2，钛膜2上镀有一层纳米尺度的金膜3，金膜3上粘贴胶带层4，胶带层4覆盖金膜50%?80%的面积，胶带层4采用具有绝缘性能的防水胶带，如普通透明胶带。胶带层4上开设直径为4?6mm的圆孔5，圆孔5处的金膜3上修饰一层多壁碳纳米管6，多壁碳纳米管6上覆盖圆形滤纸片7，滤纸片7的直径为6?8mm，比圆孔5的直径大1?2_。
[0033]本发明双酸A可抛式纸基传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0034](1)将覆膜铜版纸用剪刀裁成一定尺寸，覆膜铜版纸的尺寸根据溅射仪型号确定，不能大于派射仪能派射的最大尺寸；
[0035](2)将覆膜铜版纸放置于高真空离子溅射仪的样品台上，首先在覆膜铜版纸上溅射一层纳米尺度的钛膜，采用钛金属片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5?9cm，溅射真空度不大于2X10—3mbar，溅射电流为80?120mA，溅射时间为50?150s;然后，再在钛膜上溅射一层纳米尺度的金膜，采用金片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5?9cm，溅射真空度不大于2 X 10—3mbar，溅射电流为15?50mA，溅射时间为50?150s ；
[0036](3)将溅射好的覆膜铜版纸取出，用剪刀裁剪成实验所需要的尺寸大小，用外径4?6mm的打孔器在胶带上打孔，然后将胶带粘贴在金膜上，使胶带覆盖金膜50 %-80 %的面积，形成胶带层；
[0037](4)将10?30yL质量浓度为0.5?1%。的多壁碳纳米管水分散液滴加于圆孔区域，使其均匀的覆盖在该区域内，然后置于40°C?45°C烘箱中烘干；
[0038](5)在圆孔区域粘贴直径为6?8_的圆形滤纸片，滤纸片的直径比圆孔的直径大1?2_，制得本发明双酸A可抛式纸基传感器。
[0039]实施例1
[0040]—种双酸A可抛式纸基传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0041](1)将覆膜铜版纸用剪刀裁成一定尺寸，覆膜铜版纸的尺寸根据溅射仪型号确定；
[0042](2)将覆膜铜版纸放置于高真空离子溅射仪的样品台上，首先在覆膜铜版纸上溅射一层纳米尺度的钛膜，采用钛金属片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5cm，溅射真空度不大于2X10—3mbar，派射电流为80mA，派射时间为50s;然后，再在钛膜上溅射一层纳米尺度的金膜，采用金片作为溅射靶材，靶材距样品台的距离为5cm，溅射真空度不大于2 X10 一 3mbar，溅射电流为15mA，溅射时间为50 s;
[0043](3)将溅射好的覆膜铜版纸取出，用剪刀裁剪成实验所需要的尺寸大小，用外径4mm的打孔器在胶带上打孔，然后将胶带粘贴在金膜上，使胶带覆盖金膜50 %的面积，形成胶带层；
[0044](4)将30yL质量浓度为0.5%。的多壁碳纳米管水分散液滴加于圆孔区域，使其均匀的覆盖在该区域内，然后置于40°C烘箱中烘干；
[0045](5)在圆孔区域粘贴直径为6_的圆形滤纸片，滤纸片的直径比圆孔的直径大2_，制得本发明双酸A可抛式纸基传感器。
[0046]实施例2
[0047]—种双酸A可抛式纸基传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0048](1)将覆膜铜版纸用剪刀裁成一定尺寸，覆膜铜版纸的尺寸根据溅射仪型号确定