[发明专利]检测4-硝基酚的光引发的自供能电化学传感器及其应用

权利要求书

1.一种检测4-硝基酚的电化学传感器，其特征在于，包括阳极室(4)、阳极(2)、阴极室(3)、以及光阴极(1)；其中，

所述阳极(2)设置于所述阳极室(4)内，所述光阴极(1)设置于所述阴极室(3)内，所述阴极室(3)与所述阳极室(4)之间通过质子交换膜(5)分隔；

所述光阴极(1)依次包括第一导电基底、光敏材料层以及分子印迹聚合物层，其中，所述光敏材料层为硫化铅、碘氧化铋或氧化亚铜，所述分子印迹聚合物层为丙烯酰胺、甲基丙烯酸、吡咯或邻苯二酚为功能单体制备得到的分子印迹聚合物；

所述阳极(2)包括第二导电基底以及催化剂层，所述催化剂层用于对所述阳极室(4)内放置的阳极电解液的氧化起催化作用；其中，所述催化剂层包括石墨烯或金属纳米颗粒中的一种或多种，所述阳极电解液包括0.001M～0.30M的抗坏血酸；

所述阴极室(3)用于放置待检测4-硝基酚浓度的待检测溶液，所述光阴极(1)用于在光源的照射下，并通过与所述阳极(2)之间的电位差对所述待检测溶液中4-硝基酚的浓度进行检测；其中，所述光源用于提供波长为大于400nm的激发光。

2.如权利要求1所述检测4-硝基酚的电化学传感器，其特征在于，所述第一导电基底和所述第二导电基底均选自导电玻璃电极、玻碳电极、石墨电极或钛电极。

3.如权利要求1所述检测4-硝基酚的电化学传感器，其特征在于，所述检测4-硝基酚的电化学传感器还包括电位计，该电位计用于检测所述光阴极(1)与所述阳极(2)之间的电位差。

4.利用如权利要求1－3任意一项所述检测4-硝基酚的电化学传感器在4-硝基酚检测中的应用，其特征在于，该应用包括以下步骤：

(1)将待检测4-硝基酚浓度的待检测溶液作为阴极电解液加入到阴极室中，然后通入氮气至少15min除去所述阴极电解液中的溶解氧；并且，将包括0.001M～0.30M的抗坏血酸的溶液作为阳极电解液加入到阳极室中；

(2)打开光源，测量光阴极与阳极之间的开路电位OCP_T，然后通过预先得到的开路电位与4-硝基酚浓度之间的关系曲线得出所述待检测溶液中4-硝基酚的浓度。

5.如权利要求4所述应用，其特征在于，所述步骤(2)中，所述预先得到的开路电位与4-硝基酚浓度之间的关系曲线满足：OCP/mV＝29.5lg(C_4-NP/μM)+130；式中，OCP为开路电位，C_4-NP为4-硝基酚浓度。

6.如权利要求4所述应用，其特征在于，所述步骤(2)中，所述预先得到的开路电位与4-硝基酚浓度之间的关系曲线是通过将已知4-硝基酚浓度的4-硝基酚作为阴极电解液加入到阴极室中，然后通入氮气至少15min除去该阴极电解液中的溶解氧；并且，将包括0.001M～0.30M的抗坏血酸的溶液作为阳极电解液加入到阳极室中；接着，测量光阴极与阳极之间的开路电位OCP_i，如此重复N次，从而得到不同4-硝基酚浓度A_i与开路电位OCP_i之间的关系曲线；其中，N为自然数6～20，i为小于等于N的自然数。

7.如权利要求4所述应用，其特征在于，所述待检测溶液中4-硝基酚浓度满足0.05μmol/L～20μmol/L；所述待检测溶液为按比例稀释后得到的溶液。