[发明专利]一种可用于铜离子测定的柔性电极及其测定方法

说明书

一种可用于铜离子测定的柔性电极及其测定方法。本发明提供一种的目的在于以聚二甲基硅氧烷为柔性基底，用聚乙烯醇与丙三醇混合溶液在柔性基底上修饰亲水表层，并利用银纳米线乙醇溶液作为导电层制备出纳米银柔性电极。在此基础上研究铜离子在该自制纳米银柔性电极上的电化学行为，为铜离子的测定提供一种新的分析方法。本发明利用PDMS良好的柔韧性，并结合银纳米线良好的导电性，制得一种对铜离子具有高灵敏度的电极，然后通过优化Bi³⁺浓度、pH、缓冲溶液种类、富集电位及富集时间等参数，得到对铜离子具有较高的选择性、较高的灵敏度、且容易操作的电化学分析方法，并把该方法应用于实际样品测定。

技术领域

本发明涉及电化学分析技术领域，具体涉及一种可用于铜离子测定的柔性电极及其测定方法。

背景技术

铜是人体必需的微量元素，可以促进新陈代谢，但如果摄入量过大，则会引起肝硬化、皮肤病及神经紊乱。长期与铜的化合物接触或暴露于铜尘中,将引起慢性中毒，进而导致皮炎、咽喉炎、头昏、食欲减退和头发变白等症状。土壤中的铜元素过量会影响植物的生长，污染生态环境。目前，应用于铜离子测定的光谱分析和质谱分析，虽灵敏度高，特异性好，但仪器庞大，需专业人员操作，不适用于在线检测；电化学检测方法因其具有设备小型化，操作简单，检测速度快等特点，可将其用于现场测定，在铜离子检测领域中受到了普遍重视。新型电极作为电化学检测方法的重要组成元素，正在成为人们的研究热点。

发明内容

为弥补现有技术不足，本发明提供一种的目的在于以聚二甲基硅氧烷为柔性基底，用聚乙烯醇与丙三醇混合溶液在柔性基底上修饰亲水表层，并利用银纳米线乙醇溶液作为导电层制备出纳米银柔性电极。在此基础上研究铜离子在该自制纳米银柔性电极上的电化学行为，为铜离子的测定提供一种新的分析方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

以银纳米线柔性电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统；将该三电极系统置于铜离子待测液和支持电解质中，在-0.6V的富集电位下，富集600s，于-0.3～0.3V电位范围记录浓度为0.001～0.1mg/L范围内的铜离子待测液的方波溶出伏安曲线，用标准曲线法进行铜离子的定量分析。

具体的操作步骤包括：

(1)在硅片表面旋涂光刻胶，制得到硅片模板；向硅片模板浇注质量比为10:1的PDMS混合溶液，抽净气泡、加热、固化、清洗，得到带有固定形状凹槽的PDMS基片；

(2)配制质量百分数为2％PVA与5％Gly的混合水溶液，将制备好的PDMS基片浸泡于PVA和Gly混合溶液中20min，再放入60℃的真空烘箱中干燥；重复浸泡、干燥步骤，将PDMS基片热固定，得到表面亲水的PDMS基片；

(3)将无水乙醇与水按9:1的体积比混合作为溶剂，配制浓度为5mg/mL的银纳米线溶液，均匀地铺展在PDMS基片表面的凹槽内，室温下放置干燥一天以上，即制备出银纳米线柔性电极。

(4)以银纳米线柔性电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂丝为辅助电极组成三电极系统，将该三电极系统置于铜离子待测液和pH 4.8的酒石酸-酒石酸钠的支持电解质中，在-0.6V的富集电位下，富集600s，于-0.3～0.3V电位范围记录浓度为0.001～0.1mg/L范围内的铜离子待测液的方波溶出伏安曲线，用标准曲线法进行铜离子的定量分析。

优选的，所述的铜离子待测液含有0.5mg/LBi³⁺。

本发明利用PDMS良好的柔韧性，并结合银纳米线良好的导电性，制得一种对铜离子具有高灵敏度的电极。然后通过优化Bi³⁺浓度、pH、缓冲溶液种类、富集电位及富集时间等参数，得到对铜离子具有较高的选择性、较高的灵敏度、且容易操作的电化学分析方法，并把该方法应用于实际样品测定。

附图说明