[发明专利]一种应用于分子导线/锡膜修饰传感器的工作电极的制作方法

说明书

本申请是关于一种检测水中镉离子的装置，包括分子导线/锡膜修饰传感器、电解池、电化学工作站和计算机，分子导线/锡膜修饰传感器的工作电极包括电极管和碳糊电极基体，碳糊电极基体的一端采用原位镀膜法紧密敷设有锡膜修饰层，碳糊电极基体包括碳粉和分子导线。该装置检测灵敏度高、导电性好、结构简单，且对环境和身体不造成危害。本申请还包括一种检测水中镉离子的方法，将碳糊电极作为工作电极，银/氯化银电极作为参比电极，铂电极作为对电极，三个电极中每个电极的一端浸入被测溶液中、另一端分别通过导线与电化学工作站连接，采用方波阳极溶出伏安法测量水中镉离子浓度，该方法计算准确且操作简单快捷，便于推广。

技术领域

本申请涉及环境污染物检测技术领域，尤其涉及一种检测水中镉离子的装置和方法。

背景技术

镉是一种重金属，具有很强的生物毒性，能够对人体的肝脏和肾脏造成严重危害，并可导致骨质疏松和软化。近年来，由于工业“三废”的排放、电池制造业以及制革业的发展，水中的镉污染日益严重，镉污染事故时有发生，严重危害人们的身体健康。溶出伏安法是检测水中镉离子的一种非常有效的方法，采用溶出伏安法对重金属镉进行检测时，选用合适的电化学传感器是个重要问题。

检测重金属的常用电化学传感器一般包括三个电极：工作电极、参比电极和对电极，其中最重要的工作电极通常选择碳糊电极。目前用于检测水中镉离子的碳糊电极主要由碳粉、绑定剂和金属膜构成，碳粉和绑定剂作为碳糊电极的基体，金属膜敷设于碳糊电极的表面。其中，绑定剂采用石蜡油或植物油，金属膜为汞金属膜或铋金属膜。

然而，目前的碳糊电极中，一方面，由于绑定剂采用石蜡油或植物油，石蜡油或植物油均不导电，从而大大降低了电化学传感器碳糊电极的导电性，进而降低了传感器的检测灵敏度。而且，采用石蜡或植物油做绑定剂会导致碳糊电极的基体较软，较软的基体受到碰撞或震动会导致碳糊电极的表面被损坏，进而影响碳糊电极的性能。另一方面，碳糊电极的表面所敷设的汞金属膜或铋金属膜虽然可以用于提高碳糊电极的检测灵敏度，但是汞和铋本身都属于重金属，都有一定的生物毒性，因此，目前的碳糊电极容易污染环境以及损害操作人员的身体健康。

发明内容

为解决现有的镉离子检测装置中电化学传感器的工作电极导电性差、检测灵敏度不够高、污染环境以及损害操作人员身体健康的问题，本申请提供一种检测水中镉离子的装置。

一种检测水中镉离子的装置，包括电化学传感器、电解池、电化学工作站和计算机，所述电解池用于容纳pH值为4.0的被测溶液，其特征在于，所述电化学传感器为分子导线/ 锡膜修饰传感器，所述分子导线/锡膜修饰传感器包括工作电极、参比电极和对电极，所述工作电极、参比电极和对电极的一端浸入电解池内，所述工作电极、参比电极和对电极的另一端分别通过导线与所述电化学工作站连接，所述电化学工作站与所述计算机连接；

所述工作电极包括电极管和碳糊电极基体，所述碳糊电极基体设置于所述电极管的内部且与所述电极管的内壁紧密贴合，所述碳糊电极基体的一端采用原位镀膜法紧密敷设有锡膜修饰层，所述碳糊电极基体的另一端紧密插接有一根电极导线，所述电极导线穿过所述电极管且引出至所述电极管的外部；

所述碳糊电极基体包括碳粉和分子导线。

可选地，所述分子导线为二苯乙炔分子导线。

可选地，所述碳粉和二苯乙炔分子导线的质量比为70:30。

本申请还提供一种应用于分子导线/锡膜修饰传感器的工作电极制作方法，所述分子导线 /锡膜修饰传感器是应用于检测水中镉离子的装置的分子导线/锡膜修饰传感器，工作电极的制作方法包括以下步骤：

(a)将碳粉和分子导线研磨成粉末并混合均匀，得到电极填充物；

(b)将电极填充物紧密填充到电极管的一端并压实，将一根电极导线插入电极管的另一端，且所述电极导线与电极填充物紧密接触；