[发明专利]一种聚吡咯包覆四氧化三钴纳米线的三维阵列电极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列电极及其制备方法和应用，该聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列电极以泡沫铜为基底，在基底上负载聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列，Co₃O₄纳米线的长度为1～1.8μm，直径为100～130nm，聚吡咯包覆层的厚度为10～15nm，Co₃O₄纳米线具有多晶结构。本发明降低了实验成本，操作方法简便，得到的改性电极有优异的电化学性能，并且利用三维阵列结构的优势改善了Co₃O₄的导电性能，增加了电极材料的比表面积和活性位点，提高了Co₃O₄对于Pb²⁺的检测能力；引入含氮的聚吡咯进一步改善电极材料的导电性，含氮基团能够有效和Pb²⁺络合，有利于检测时Pb²⁺富集，进一步提升了传感器对Pb²⁺检测灵敏度的提高和检测限的降低，在铅离子监测等方面有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及电极领域，更具体地说，涉及一种聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列电极及其制备方法和应用。

背景技术

目前检测重金属的方法主要有：火焰发射光谱法(FES)、电感顆合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、氢化物发生原子吸收光谱(HG-AAS)、冷蒸汽原子吸收光谱(CV-AAS)等，但这些传统的方法设备昂贵，检测周期长，设备体积庞大，对检测样品限制较多等因素，其对铅离子的检测受到了很大限制。而电化学方法由于其快速、灵敏、准确、操作便捷及易于小型化和网络化等一系列特性，成为了进行重金属离子浓度检测的重要研究方法。

Co₃O₄是一种p型半导体材料，在众多领域已经收到了广泛关注。Co₃O₄的纳米片、纳米球结构已经应用于重金属检测领域，但这些结构容易发生堆叠，不利于重金属的富集，无法同时获得高的灵敏度和低的检测限。掺杂态的聚吡咯作为一种导电聚合物，具有较高的导电率(10～100S·cm^-1)和成膜性，利用其作为包覆材料厚度可控，同时聚吡咯也可作为重金属铅离子的检测材料使用。因此亟需发明新的检测材料，来达到低检测限，高灵敏度的检测目标。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术，提供了一种聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列电极及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列电极，以泡沫铜为基底，在基底上负载聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列，Co₃O₄纳米线的长度为1～1.8μm，直径为100～130nm，聚吡咯包覆层的厚度为10～15nm，Co₃O₄纳米线具有多晶结构。

优选地，Co₃O₄纳米线的长度为1～1.2μm，直径为115～120nm，聚吡咯包覆层的厚度为12～15nm。

一种聚吡咯包覆Co₃O₄纳米线的三维阵列电极按照下述步骤进行制备：