[实用新型]一种氮掺杂石墨烯制备的检测双酚A丝网印刷电极传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氮掺杂石墨烯制备的检测双酚A丝网印刷电极传感器。具体是采用氮掺杂石墨烯作为制备丝网印刷电极的传感材料，制备一种简单、快速、高灵敏检测双酚A的丝网印刷电极电化学传感器，属于环境监测和生物传感技术领域。 

背景技术

双酚A是一种环境雌激素，是工业上最常用的化工原料之一。双酚A具有类似雌激素的作用，能干扰生物体正常的内分泌功能，对生物体的生理过程产生较大的影响。 

双酚A可以影响人体免疫机能，改变遗传信息的某些基因，最终引起细胞的畸变，产生肿瘤，具有致癌、致畸、致突变的毒性，可能造成不可修复性损伤，如会导致雌性生物体的子宫、乳腺癌变畸形等。 

双酚A广泛应用于聚碳酸酯、环氧树脂、阻燃剂、增塑剂、橡胶抗老化剂、农药、涂料等的生产中，而用这些材料生产的终端产品和人们日常生活息息相关，如在婴儿奶瓶，微波炉饭盒、食品包装盒、饮料罐等均含有双酚A。 

随着双酚A生产规模的增加，生产和制造过程中产生的原污水、污水以及浓缩污泥中均存在双酚A。在加工、处理、装卸、运输的时候，双酚A也可以以粉尘的形式从包装中进入环境；在日用品堆积存放时，也会有双酚A渗漏。 

近年来，双酚A的需求一直呈稳定增长趋势，目前已成为一种全球性污染物。研究表明，其生物降解困难并且可抵抗普通的化学氧化作用，常规处理工艺很难将其从环境水体中去除，对生物和人类的可持续发展和繁衍构成威胁。 

目前，检测双酚A的主要方法有高效液相色谱法、液质联用法、气质联用法、荧光法、单扫描极谱法、化学发光法、分子印迹技术、酶联免疫法等。这些方法对环境中双酚A的定量测定具有较高的准确度和灵敏度，但是仪器设备昂贵、前处理方法比较繁琐。因此，迫切需要建立一种简便、快速、低成本的检测方法。 

与上述方法相比，电化学分析法具有仪器简单、选择性好、灵敏度高等优点。传统电化学传感器多采用体积较大、价格昂贵的固体电极，且使用前的预处理较为繁琐，一致性较难控制，从而导致测定结果重现性较差，同时还存在传感器表面较易破坏的缺点。 

为了解决上述问题，本实用新型设计了一种简易、经济、灵敏、快速测定环境中双酚A的丝网印刷电极电化学传感器。 

实用新型内容

本实用新型所采用的技术方案是： 

一种氮掺杂石墨烯制备的检测双酚A丝网印刷电极传感器，包括PET基板，PET基板上设置由氮掺杂石墨烯的导电碳油墨制成的工作电极、由导电碳油墨制成的辅助电极和由Ag/AgCl油墨制成的参比电极，工作电极、辅助电极和参比电极与相应的电极触点通过银浆连接，PET基板上覆盖有绝缘有机涂层使工作电极区域形成一圆形电解池凹槽。

氮掺杂石墨烯（nitrogen-doped graphene sheets，简写N-GS），将氮原子引入石墨烯的片层中，利用氮原子替代碳原子使石墨烯带隙变宽，可调整其能带结构和物化性质。具有高导电性、大的比表面积和大量的边缘位点，扩展了石墨烯在超级电容器、电催化、电池、电化学传感器等领域的潜在应用。 

本实用新型传感器具备以下优势： 

（1）本实用新型用氮掺杂石墨烯作为制备丝网印刷电极的传感材料，该材料合成简单易行，具有大的比表面积、高导电性的优点，可以促进电子的传输，改善电极的表面性能，显著提高了检测双酚A的灵敏度。

（2）本实用新型传感器的检测方法简单，灵敏度高、特异性强，可实现双酚A的快速准确检测。 

（3）本实用新型与现有技术相比，直接采用掺杂纳米材料的导电碳油墨制备丝网印刷电极，使丝网印刷电极具有制备简单、加工方便以及成本低的特点，可大规模推广应用。 

附图说明

图1 是丝网印刷电极示意图。 

图1标号说明：1. PET基板，2.工作电极，3.辅助电极，4.参比电极，5. 电极触点，6. 绝缘有机涂层，7. 圆形电解池凹槽。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。 

实施例 1 

一种氮掺杂石墨烯制备的检测双酚A丝网印刷电极传感器，结合图1，制备步骤如下。

（1）清洗PET基板1，干燥后在基板上印刷掺杂质量分数为0.5%的氮掺杂石墨烯的导电碳油墨，制成丝网印刷电极的工作电极2，常温干燥。 

（2）用导电碳油墨在基板1上印刷辅助电极，制成丝网印刷电极的辅助电极3，常温干燥。