[发明专利]一种用于水合肼检测的电化学传感器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高灵敏检测水合肼的电化学传感器及其应用，属于电化学传感器领域。

背景技术

水合肼作为一种重要的精细化工原料，被广泛应用于医药、化工、军事、航天等领域，并被用在推进剂、水处理剂、农药、医药、燃料电池、光稳定剂以及化工生产助剂等诸多方面，但肼对人体的血液和神经系统均有毒害，且其毒性可长时间积累。肼已成为人们公认的致癌物质，也是环境中重要的有害物质之一。因此，寻求一种简单、快速和低成本检测水合肼的方法是非常必要的。目前，对水合肼的检测方法主要有分光光度法、化学发光法、色谱法等。这些检测方法操作复杂、耗时，而且需要用一些昂贵的仪器。电化学方法具有灵敏度高、检测速度快、操作简便和成本低廉等特点。

近年来，导电聚合物也成为修饰电极的热门材料，像聚苯胺、聚吡咯、聚3,4-乙撑二氧噻吩、聚咪唑等。在这些聚合物材料中，聚咪唑具有性质比较稳定、容易通过电化学方法修饰到电极上并且可以控制其厚度。聚咪唑还可以在高电位下进一步过氧化使其形成过氧化聚咪唑，过氧化聚咪唑使其电极的背景电流减小，而且过氧化聚咪唑膜具有多孔性能够增加电极的比表面积和活性位点等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻碳电极表面覆有过氧化聚咪唑膜的电化学传感器在检测水合肼中的应用。

本发明实现过程如下：

一种玻碳电极表面覆有过氧化聚咪唑膜的电化学传感器在检测水合肼中的应用，所述的电化学传感器制备方法如下：

（1）玻碳电极预处理；

（2）将处理好的玻碳电极置于含有十二烷基磺酸钠和咪唑的混合溶液中，在-0.2 ~ 0.8 V下用循环伏安法扫描，蒸馏水洗涤，标记为Pim/GCE；

（3）然后将Pim/GCE置于pH为4.0的磷酸缓冲溶液中，将初始电位定为+1.8 V，使用恒电位法对Pim/GCE进行过氧化300 s形成过氧化聚咪唑膜，用蒸馏水洗涤得到表面覆有过氧化聚咪唑膜的电化学传感器。

上述步骤（1）中，玻碳电极分别用1.0 μm、0.3 μm 和0.05 μm的γ-Al₂O₃ 粉对玻碳电极打磨，然后超声洗涤，最后用氮气吹干。

上述步骤（2）中，十二烷基磺酸钠的浓度为0.1 mol?L^?1，咪唑的浓度为0.1 mol?L^?1。

本发明的优点与积极效果：（1）本发明方法制备的电化学传感器具有检出限低、线性范围宽、灵敏度高、操作简单、价格低廉等优点；（2）本发明方法简单实用；（3）本发明方法制备的电化学传感器应用于检测水合肼。

附图说明

图1为采用循环伏安法电沉积咪唑图；

图2为玻碳电极(a,a’)，修饰电极(b,b’)在底液中(a,b)以及在含有1.0 mmol·L^?1 N₂H₄(a’,b’)底液中获得的循环伏安曲线，底液为0.1 mol·L^?1磷酸缓冲溶液（PBS, pH=7.2）；

图3为修饰电极在不同扫速对1.0×10^?3 mol·L^?1 N₂H₄获得的循环伏安曲线图(0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.07，0.08，0.09和1.0 V·s^–1)，内插图为催化电流值与扫速的关系图；

图4为连续加入不同浓度N₂H₄时，修饰电极的计时安培电流曲线，内插图B催化电流与N₂H₄浓度关系曲线，测试底液为10 mL 0.1 mol?L^-1的PBS缓冲溶液，施加电位0.35 V。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详述。

实施例1

（1）玻碳电极（GCE）在修饰之前的预处理：在使用之前，将内径为3 mm 玻碳电极分别用1.0 μm、0.3 μm 和0.05 μm γ–Al₂O₃粉将其打磨至光滑镜面，用去离子水仔细冲洗干净后，依次用乙醇和去离子水各超声洗涤5分钟，最后用氮气吹干备用。