[发明专利]一种高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法

权利要求书

1.一种高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）合成SiO₂微球作为模板：依次将3.9~5.9 mL 99%的四乙基原硅酸盐、100~125 mL无水乙醇、7.0~11.0 mL超纯水、2.98~4.38 mL 26%氨水依次混合均匀，并在室温下搅拌反应5~7 h；通过离心分离得到SiO₂微球，分别用乙醇和水洗涤，然后分散在乙醇中；

（2）制备SiO₂@TiO₂微球：将上述分散在乙醇中的SiO₂微球、55~75 mg羟丙基纤维素、15~20 mL无水乙醇、10~14 mL乙腈和0.1~0.3 mL氨水充分混合8~10 min；将含有0.7~1.2 mL钛酸四丁酯的乙醇溶液3~9 mL加入至上述混合溶液中，搅拌至少1 h；将生成的SiO₂@TiO₂微球离心洗涤收集，用乙醇、水分别洗涤后，将其分散在水中；

（3）TiO₂和纳米Ag掺杂TiO₂空心球的制备：将SiO₂@TiO₂微球加入至3.2 ~4.2 mL NaOH溶液中，加热回流反应2.5~4.5 h，刻蚀完SiO₂微球后，得到TiO₂空心球；通过离心、水洗之后，将得到的TiO₂空心球重新分散在硝酸银溶液中，持续搅拌至少5h，通过离心、乙醇洗涤之后，原位还原银离子得到纳米Ag粒子掺杂TiO₂空心球，然后将其分散在水中；

（4）纳米Ag掺杂TiO₂空心球修饰ITO电极：将ITO电极清洗干净后，将步骤（3）制备的纳米Ag粒子掺杂TiO₂空心球水溶液稀释20~30倍后滴涂在ITO电极的一端，并在室温饱和环境下晾干；用水润洗，得到纳米Ag掺杂TiO₂空心球修饰ITO电极；

（5）将上述步骤（4）制备的纳米Ag掺杂TiO₂空心球修饰ITO电极对含有不同浓度二氧化氮的酸性PBS缓冲液检测；根据二氧化氮浓度对纳米Ag掺杂的TiO₂空心球修饰ITO电极光电流的定量影响，建立定量线性方程并绘制定量曲线；

(6)待检测样品与步骤（5）得到的纳米Ag掺杂的TiO₂空心球修饰ITO电极作用，得到纳米Ag₂O/Ag掺杂的TiO₂空心球修饰ITO电极的光电流值，与步骤（5）的定量曲线比较，得出样品中的二氧化氮含量。

2.根据权利要求1所述的高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于，步骤（5）中二氧化氮的酸性PBS缓冲液的制备方法为：将二氧化氮通入NaOH溶液中，然后用盐酸调节溶液至中性，然后将该溶液定容至酸性的PBS缓冲液中；二氧化氮转化为等摩尔的NaNO₃，在做定量曲线时，直接采用合适浓度的NaNO₃标样溶液建立工作曲线。

3.根据权利要求2所述的高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于，根据PBS缓冲液中含有浓度值分别为0，1，2，4，6，8，10，20，40，60，80，100，200，400，600，800，1000，2000，4000和6000 pmol/L的NaNO₃对步骤（5）中纳米Ag掺杂的TiO₂空心球修饰ITO电极光电流的影响，建立线性方程。

4.根据权利要求1所述的高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于，步骤（3）中所述NaOH溶液的浓度为1.0~2.5 mol/L。

5.根据权利要求1所述的高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于，步骤（3）中所述硝酸银溶液的浓度为0.05~0.2 mmol/L。

6.根据权利要求1所述的高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于，步骤（4）中所述纳米Ag粒子掺杂TiO₂空心球水溶液稀释倍数为30倍。

7.根据权利要求1所述的高灵敏检测二氧化氮的光电化学方法，其特征在于，步骤（5）中所述酸性PBS的pH为3.0~4.0。