[发明专利]功能化介孔材料修饰电极及测定苯二酚同分异构体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学同分异构体分析测定技术领域，特别是涉及一种利用介孔材料功能化修饰电极以及用其同时测定苯二酚三种同分异构体的方法。

背景技术

苯二酚是重要的化工原料，在日常生产生活中广泛应用于照相显影剂、合成染料、化妆品、塑料，制革，化学和制药等工业。同时，它又是毒性较大的有机污染物, 对人体和环境的危害很大。苯二酚异构体是常见的共存的同分异构体, 三者的化学和物理性质相似, 一般的测定方法很难区分三者, 目前多采用高效液相色谱法、pH流动注射分析法、荧光猝灭法、生物传感器等。但是，这些方法一般需要对样品进行前处理，操作繁琐费时，需要配套设备较多，难以实现现场应急监测和在线分析。近年来，越来越多分析工作者利用化学修饰电极去实现对苯二酚异构体的同时测定，如：单壁碳纳米管、介孔铂、碳纳米管溴酚蓝聚合膜、介孔碳等。目前对苯二酚异构体的电化学检测，主要集中在聚吡咯膜和聚苯胺膜电极上的电催化氧化以及碳纳米管电极上的催化氧化方面。在这些方法中，所用电极材料合成复杂，材料价格昂贵；电极表面修饰技术要求苛刻，制备困难，电极不易更新和重现性较差；而且邻-苯二酚和对-苯二酚的峰电位离得很近，不能有效分离，且线性范围较窄，检测选择性和灵敏度都不高。因此，亟需建立一种快速方便和高选择性、高灵敏度的电化学分析法来同时测定苯二酚三种异构体。这在环境监测、化工工业生产、在线质量监控等领域具有重要意义。

介孔氧化硅材料具有排列长程有序的孔道、高的孔隙率、大的比表面和分布窄并在一定范围内有连续可调的孔径等特点。硅基介孔材料骨架主要是由无定形SiO₂来组成的，因此，介孔材料表面化学性质与非晶态的硅胶会比较接近，表面存在相当数量硅醇键(Si-OH)。介孔材料表面的大量的硅羟基易进行表面功能化。纯硅介孔材料的纳米孔道内引入有机基团后，在保持纯硅介孔材料原有的织构性能同时，又改善了介孔孔道界面疏水性，有利于提高介孔材料的水热稳定性。材料表面的有机基团改性可使介孔硅表面带有特定的官能团，从而赋予其特殊的性质，扩大了介孔材料在固载均相催化剂、吸附分离、分子识别、化学传感等方面的应用范围。化学修饰电极是在电极表面进行分子设计，将具有优良化学性质的分子、离子、聚合物设计固定在电极表面，使电极具有某种特定的化学和电化学性质。化学修饰电极应用于分析，前景广阔，无论是无机物、有机物，还是生物样品的测定，化学修饰电极将发挥越来越大的作用。介孔材料化学修饰电极因有序介孔材料具有较大的比表面积、排列有序的孔径，能促进电活性物质在孔道内快速的迁移和电子的传递，并可以进行选择性催化。

发明内容

本发明的目的就是针对上述测定中的缺点而提供一种利用介孔材料功能化修饰电极以及用其同时测定苯二酚三种同分异构体的方法，这种利用介孔材料功能化制备修饰电极，其材料合成简单方便，电极制作较简便，材料价格低廉，电极易于更新，重现性好，无毒，不污染环境，并且本测定方法灵敏度高、选择性好。

本发明的技术方案为：一种介孔材料修饰电极，该电极以介孔材料NH₂-SBA15和石墨粉制备电极并用于同时测定苯二酚三种同分异构体。

所述的一种介孔材料修饰电极，其具体制作步骤为，按照5:1的质量比称取石墨粉和介孔材料NH₂-SBA15于玛瑙研钵中，边摇匀边滴加液体石蜡，待其形成有韧性的较小片状物，然后装入玻璃管中，压紧，用铜丝缠上黑色胶带作导线引出，另一端在光滑干净的称量纸上抛光，用二次重蒸水洗净即制得氨基功能化SBA-15介孔材料修饰电极(NH₂-SBA15/CPE)，需更新表面时，将碳糊挤出2～3 mm后在称量纸上抛光，洗净。

利用所述的一种功能化介孔材料修饰电极（NH₂-SBA15/CPE）测定苯二酚三种同分异构体的方法，具体步骤为，

①用微量移液器分别将一定量的邻-苯二酚（CC），间-苯二酚（RC），对-苯二酚（HQ）溶液准确移入含有10mL磷酸盐缓冲液(pH6.0)的电解池中，以所述电极NH₂-SBA15/CPE为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极；实验在CHI842B电化学综合测试仪上进行，其附属的计算机软件供作实验数据的采集和处理；在-0.4～0.8 V电位范围内进行差分脉冲扫描，记录稳定的示差脉冲伏安图；