[发明专利]一种柔性液氨传感器及其检测液氨方法

说明书

本发明属于电化学分析检测技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备的柔性液氨传感器和一种检测液氨的方法。所述柔复合材料为CuNPs/CC，所述复合材料CuNPs/CC由CuNPs和CC制备，所述CuNPs/CC的接触角为120‑140°。所述柔复合材料制备成柔性液氨传感器对氨有着高灵敏度，低检测限，良好的抗干扰性能，优异的重复性与稳定性。并对多种实际样品中氨浓度的高精度和高精度的定量分析中，显示出了潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于电化学分析检测技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备的柔性液氨传感器和一种检测液氨的方法。

背景技术

氨在自然界中广泛存在，并且浓缩状态下具有剧毒作用。溶液中氨的检测在医药、食品安全、环境和农业等领域中具有重要意义。血液中氨的异常浓度代表许多病理情况，如尿素循环缺陷、有机酸血症、高胰岛素血症/高氨血症等先天性代谢疾病；而血浆氨是汗液中氨的主要来源，汗液氨可反映人体健康状态；尿液中的氨也具有反映肝肾疾病的潜力；而且最近有研究表明唾液中ppm水平的氨与类风湿性关节炎和胃癌相关。

比色法最早用于水溶液中的氨检测，基于显色剂(例如纳氏试剂)与氨反应改变其吸光度而进行传感，相似的荧光发射的方法也可用于氨的检测。这类光学检测方法通常很简单，但它们有一系列不可避免的缺点，包括分析或设备成本高，试剂危险，荧光寿命短，检测范围窄，反应动力学慢，大大限制了氨检测的灵敏度。因此，自1970年代以来，电化学传感方法一直是人们关注的问题。自从对第一代氨电极(即铵选择性膜电极)的早期研究以来，一直不断的研究以期实现高灵敏、高选择性，低检测限，便捷及廉价的氨传感技术。对于溶液中电化学氨传感器的发展，已经报道了多种传感原理。一方面，利用某些聚合物材料与氨相互作用时物理化学性质发生变化对氨产生电化学响应，实现氨检测。例如，氨与聚苯胺的亲和会导致聚苯胺分子骨架去质子化，从而增加阻抗；与离子载体的结合会改变离子载体的电势；与聚吡咯相互作用可改变聚吡咯的空穴密度，而引起电流变化。然而，聚合物吸附的反应中间体通常导致较长的响应时间和较低的感测响应，不利于传感界面的电化学反应。另一方面，利用1970年提出的氨电氧化机制，通过催化材料设计传感元件亦可实现氨检测。在氨电氧化机制中，由Gerischer和Mauerer揭示了在氨电氧化过程中，氨在催化剂表面脱质子化以形成N-吸附物，然后N-吸附物进一步形成氮气(N²)。但是，由于N-吸附物不可逆的毒性作用以及N-N键形成N2的能量屏障，氨电氧化的实现非常困难。尽管已经开发了一些催化剂来检测氨，例如硼掺杂的金刚石电极、SnO2薄膜和GO-COOH/PEI复合材料，但这些传感器的检测灵敏度仍然受到N-吸附物的毒性和N-N键形成能量屏障的限制。

综上所述，在本项目研究中，我们提出了一种新型柔性传感器，以改善氨的检测能力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种复合材料，所述复合材料对氨具有良好的传感性能。而这种电化学反应在没有氨电氧化的情况下进行，从而避免了N-N键的能量屏障和N-吸附物的毒性。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

所述柔复合材料为CuNPs/CC，所述复合材料CuNPs/CC由CuNPs(立体玫瑰花状纳米铜颗粒)和CC(碳布)制备，所述CuNPs/CC的接触角为120-140°。

优选的，所述CuNPs/CC的接触角为126.5°。

本发明的目的之二在于提出一种所述复合材料制备的柔性液氨传感器，该传感器对氨有着高灵敏度，低检测限，良好的抗干扰性能，优异的重复性与稳定性。并对多种实际样品中氨浓度的高精度和高精度的定量分析中，显示出了潜在的应用价值。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：