[发明专利]热控巯基离子液体修饰电极的制备方法

说明书

 技术领域

本发明涉及一种热控电极的制备方法。

背景技术

作为现代仪器分析手段的重要分支之一，电化学分析技术具有灵敏度高、选择性好、响应时间短和方法简便等优点。研究发现温度能很大程度地影响物质在电极表面的传质速率、化学反应速率、氧化还原反应的电极电位、以及物质在电极表面的吸附与脱附过程等。其中，热控电极技术由于在温度控制方面的独特优势而得到关注。热控电极加热法是使用电流直接或间接加热微电极，通过控制施加电流的时间和大小来调节电极表面的温度，结合了新的加热技术，电极温度最高可达溶液沸点以上。与常规电极相比，热控电极存在显著的优势。首先，它可以在电极表面很小的局部范围内产生能量的高密度分布，使电极表面温度在短时间内升高，而同时主体溶液温度可以基本保持不变，这对于热不稳定性物质在较高温度下的测定十分有利。其次，通过热的引导会产生扰动效应，以增强扩散作用和氧化还原过程的速度。此外，电极表面的高温度分布有利于降低超电压或能减小电极表面的污染效应，使电化学测试的重现性和稳定性更好。

目前热控电极的加热模式可分为直接加热和间接加热模式，其中间接加热模式是将加热电流施加于加热线圈，产生的热量传导到工作电极上，再由工作电极自身传导到电极的表面。该类电极结构简单，且电极加热过程与电化学检测过程可以同步进行，不会互相产生干扰。已经研制的使用间接加热模式的热控电极的加热体主要为柱状，这使得在加热过程中热量呈柱状散出，对非检测区域的溶液温度也会产生影响，这样就削弱了热控电极在加热同时保持主体溶液温度不变的优势。若将加热体改为片状，则有望降低甚至避免电极加热过程中对非检测区域的溶液温度的影响。如2009-09-02公开的，公开号为201302557的中国实用新型专利公开了一种可加热碳糊电极,包括玻璃管和碳糊槽,碳糊槽固定在玻璃管的一端。加热引线和电极引线处于玻璃管内,下端用固定胶固定,与碳糊槽连接。从其附图中可以看出，其加热部件是使用一根导线绕制成半圈简单附着于电极面形成的，不仅加热效率低下，且电极面也会存在受热不均匀的缺陷。

另外，目前热控电极表面的修饰也是一个问题，由于电极在加热时会产生一个脱附作用，这不利于电极表面修饰物的稳定存在。因此，寻求可稳定存在于电极表面的、热稳定性好的物质也成为热控电极应用研究的当务之急。

离子液体，又称室温离子液体（Room temperature ionic liquid, RTIL），是指在室温（或稍高于室温）下呈液态的有机熔盐，由不对称的有机阳离子和有机或无机的阴离子组成。离子液体具有热稳定性好、导电性能好、电位窗口宽、挥发性低、结构可调控等诸多优点，在较高温度下仍能保持原有性质。因此制备利用直流电流间接加热，并修饰了巯基离子液体的热控电极将有望获得优秀的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种热控巯基离子液体修饰电极的制备方法；本发明中的热控电极可以在进行电化学检测的同时可以调节电极表面的温度，使用直流电流对热控电极的表面进行间接加热，可以避免加热电流对电化学或电化学发光检测的干扰。此外，工作表面修饰了巯基离子液体，修饰层稳定。

本发明要解决的技术问题是这样实现的：一种热控巯基离子液体修饰电极的制备方法，以工作电极柱体与导电金属棒焊接后，装入玻璃管，所述工作电极柱体的下表面作为工作表面，上表面用导热绝缘胶与一由绝缘线圈绕制多圈而得的加热部件粘合并固化，然后在玻璃管中填入环氧树脂并在常温下固化后制得热控电极；对该热控电极的表面进行预处理；将预处理后的热控电极置于含巯基离子液体的溶液中浸泡，再清洗掉所述工作表面残留的巯基离子液体，得到所述热控巯基离子液体修饰电极。

所述的巯基离子液体为含有巯基的咪唑型、吡啶型、哌啶型或吡咯烷型离子液体中的一种。

所述预处理是：将所述热控电极放在Piranha 溶液中浸泡10 分钟, 然后依次用金相砂纸、麂皮在氧化铝悬浊液中抛光, 使热控电极的工作表面呈光滑镜面，然后依次在无水乙醇和二次水中超声清洗各5分钟，干燥备用。在1 mol·L^-1 硫酸溶液中通入高纯氮气10分钟，然后以上述热控电极做为三电极系统中的工作电极，以铂丝作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，在-0.1~1.2V的电位范围内进行循环扫描至信号稳定。

所述Piranha 溶液为30%双氧水与浓硫酸的混合物，所述30%双氧水与浓硫酸的体积比3：7。

所述的工作电极柱体的材料为金、铂或银中的一种。