[发明专利]一种新型的过氧化氢电化学传感器

说明书

技术领域

本发明属于电分析化学技术领域，具体地说，是一种新型的纳米铜粒子/聚对氨基苯磺酸修饰电极电化学传感器的制备及测定过氧化氢的电分析方法。

背景技术

过氧化氢以其显著的杀菌消毒作用，在食品、生物、医药和环境等领域具有广泛的应用，因此对其测定方法的研究一直是分析领域中的热点。传统的H₂O₂测定方法有电化学法、还原滴定法、光谱法和化学发光法。纳米金属粒子以其高效的电子传导能力、高的电催化活性和很好的生物相容性，广泛应用于构建电化学传感器。其中，纳米铜由于其独特的p型半导体性质，很适宜作为电催化材料，因而在近年来的研究中备受关注。

然而，铜纳米材料的电化学和电催化活性是由纳米粒子的组成尺寸、比表面积及表面形态决定，为了得到更大的比表面积和更高的电催化活性，常采用的方法是将金属纳米粒子负载到一些聚合物薄膜上，如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等。但纳米铜粒子与聚合物之间的相容性差，纳米铜粒子容易脱落，从而导致相应的电化学传感器稳定性差。而聚对氨基苯磺酸除了具有成膜性好、导电性和稳定性好等优点外，关键是其上的磺酸基团与过渡金属离子之间同时存在配合作用和静电作用，以其为基底电沉积法制备纳米金属粒子传感器时，可大大提高纳米金属粒子在电极上的分散性和稳定性，还可与纳米金属粒子协同增强电催化效果，从而显著提高传感器测定重现性，稳定性和灵敏度。到目前为止，通过配位作用和静电作用，以聚对氨基苯磺酸导电聚合物膜为基底负载纳米铜粒子的电化学传感器构建还尚未见文献报道。本发明构建的纳米铜粒子/聚对氨基苯磺酸修饰玻碳电极电化学传感器，制备过程仅两步电化学法，简单，条件可控，可重复性好；嵌入聚对氨基苯磺酸膜中的主要电催化活性成分纳米铜粒子分散性和稳定性好，电催化活性高，可用于对过氧化氢的快速稳定、灵敏的电化学测定。

发明内容

本发明正是针对现有技术的改进，提供一种聚对氨基苯磺酸膜负载纳米铜粒子修饰电极的制备方法，用于对过氧化氢的电化学检测，本发明的具体技术方案如下：

本发明公开了一种新型的过氧化氢电化学传感器的制备方法，利用聚对氨基苯磺酸膜上的磺酸基团与过渡金属离子具有较强的配合作用和静电作用，以硫酸铜溶液为沉积溶液，采用电化学沉积法在聚对氨基苯磺酸膜上负载纳米铜粒子。

本发明所述的过氧化氢电化学传感器的制备方法的具体制备步骤如下：

(1)、基于导电聚合物膜的金属纳米粒子修饰电极，首先利用对氨基苯磺酸溶液，采用电化学聚合法，在玻碳电极表面通过循环伏安扫描聚合一层对氨基苯磺酸聚合物膜；

(2)、以硫酸铜溶液为沉积溶液，在经过配位和静电作用预处理步骤后，再采用电化学沉积法在聚对氨基苯磺酸膜上负载纳米铜粒子。

本发明还公开了一种新型的过氧化氢电化学传感器应用于过氧化氢的电化学检测，其特征在于，选择在最佳响应电位下，用电流-时间曲线法对过氧化氢进行响应测定，在很宽的浓度范围内，传感器对过氧化氢有稳定、快速灵敏的电流响应，且重现性很好。

本发明是基于导电聚合物膜的金属纳米粒子修饰电极，首先采用电化学聚合法，在玻碳电极表面通过循环伏安扫描聚合一层对氨基苯磺酸聚合物薄膜，制备的聚对氨基苯磺酸具有成膜好、与铜离子配位和静电作用的活性位点多、稳定性好等特点。

本发明所具有的优点和效果：

1、本发明利用纳米铜粒子的高电子传导能力、电催化活性和生物相容性，结合聚对氨基苯磺酸具有成膜性好、与铜离子结合活性位点多和对基底较强的结合力等优点，制备的纳米铜粒子/聚对氨基苯磺酸修饰电极作为过氧化氢电化学传感器，对过氧化氢具有显著增强的电催化还原活性，响应灵敏度高，且稳定性好，可用于实际样品中过氧化氢的快速检测。

2、本发明采用循环伏安电聚合法制备了聚对氨基苯磺酸膜修饰玻碳电极，并通过循环电位沉积法在聚合物膜上负载了纳米铜粒子，整个修饰过程简单、省时，且通过控制电聚合或电沉积的电位扫描范围、电位扫描循环次数及电解质溶液浓度，可以十分有效的控制聚合物膜的厚度，以及纳米铜粒子在膜上的尺寸和分布密度，使得修饰电极电化学传感器制备重复性好，从而保证了电分析法测定过氧化氢时的重现性和长期稳定性，这对电化学传感器能否得到广泛的应用十分关键。

附图说明

图1为纳米铜粒子/聚对氨基苯磺酸修饰玻碳电极的表面形貌扫描电镜图；