[实用新型]一种纳米复合电极、纸电极系统及检测装置

说明书

本实用新型公开了一种纳米复合电极、纸电极系统及检测装置，所述纳米复合电极为以氮硫掺杂石墨烯纸为基底的金‑铜氧化物异质结的复合电极，自上而下包括金‑铜氧化合物异质结复合材料和氮硫掺杂石墨烯纸基底。本实用新型还公开了一种将所述复合电极作为工作电极的纸电极系统，包括由上而下设置的封装薄膜、参比电极/对电极层、隔膜、工作电极和基底。本实用新型实现了异质结材料在柔性碳基支撑基底上的均匀有序组装，得到的复合电极是一种用于硫化物检测装置的新型工作电极，具有灵敏度高、检测限低和线性检测范围宽等优点，具有规模化应用前景。

技术领域

本实用新型属于纳米电化学材料领域，具体涉及一种用于检测硫化物浓度的以氮硫掺杂石墨烯纸为基底的金-铜氧化合物纳米复合电极及检测装置。

背景技术

硫化物是指硫离子（S^2-）或硫氢根离子（HS^-）形成的化合物，硫化物具有很强的腐蚀性、反应性和神经毒性，因其广泛存在于石油化工、塑料和食品等行业的原料及产物中，对环境造成严重污染，导致人类和动物患上一些慢性疾病，例如老年痴呆症、帕金森病、缺血性中风、糖尿病和癌症等，还会腐蚀工业设备和管道，造成国民经济的巨大损失，因此，对硫化物进行及时、精准的分析检测具有重要意义。

硫化物的检测技术有分光光度法、荧光法、色谱法、原子发射/吸收光谱法和电化学生物法，其中电化学生物法具有选择性强、灵敏度高、操作简单、响应速度快、分析实时可靠等优点，引起研究学者的广泛兴趣，相继开发出用于硫化物检测的酶生物传感器和微生物生物传感器，但是酶生物传感器存在硫化物降解酶稀缺、操作复杂、对反应环境要求高且不稳定等缺陷，微生物传感器存在硫化物的氧化速率慢且硫化物的氧化菌培养条件复杂等缺陷，这些缺陷极大地限值了电化学生物法在硫化物检测领域的应用。

随着纳米材料与纳米技术的飞速发展，研究发现纳米材料可以用于电化学传感器的识别元件，该电化学传感器在硫化物检测中具有良好的电催化活性、选择性和抗干扰能力，可以用金属或金属氧化物纳米颗粒作为酶模拟剂有效催化氧化硫化物，金属纳米颗粒具有良好的电子传递性能，例如纳米金、纳米银和纳米铂，将贵金属纳米颗粒在半导体纳米材料表面上生长后形成的杂化材料作为工作电极，由于电磁波与带电粒子之间的强耦合作用，金属与半导体之间界面上的电荷重新分布，产生极化，可进一步提升电催化性能。CN108845007A公开了一种用于检测过氧化氢的铂/石墨烯纸纳米复合电极材料及其制备方法，用真空抽滤的方法制备氧化石墨烯纸后，用电化学法将铂纳米粒子沉积到石墨烯纸上，该方法得到的复合电极材料检测范围在0.2μm~8.5μm之间，但检出限值较高，不适用于痕量物质检测。