[发明专利]一种用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学传感器及检测方法

权利要求书

1.一种用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学传感器，其特征在于，用化学修饰法在工作电极表面固定住辣根过氧化物酶(HRP)、纳米银胶粒、电子传递媒介物等制备电化学传感器。

2.根据权利要求1所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学传感器，其特征在于，所述工作电极为玻碳电极、铂电极、金电极中的一种，所述电子传递媒介物为亚甲基蓝。

3.根据权利要求1所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学传感器，其特征在于，所述纳米银胶粒制备方法如下；将硝酸银溶于水中，加入柠檬酸钠溶液，用水稀释至银离子浓度为0.16-0.36mmol/L，柠檬酸钠浓度为0.3-0.6mmol/L，置于254nm紫外线下照射，照射剂量3000mJ/cm²以上后，即可得到绿色的纳米银胶粒，粒径为20-60nm。

4.根据权利要求1所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学传感器，其特征在于，所述的化学修饰法为SiO₂溶胶-凝胶固定法，SiO₂溶胶-凝胶的制备过程如下；

按1～5:1的摩尔比将无水乙醇与正硅酸乙酯(TEOS)液体混合，在不断搅拌下加入适量水和盐酸，使溶液pH值为3-4，溶液中水与TEOS的摩尔比为3-5，20W超声分散至液体变清即可，在4℃密闭下长久保存。

5.根据权利要求1所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学传感器，其特征在于，所述工作电极的修饰方法步骤包括；

1)工作电极依次用200目、800目、2000目金相砂纸粗磨细磨后，依次用粒径1μm、0.3μm、0.05μm的γ-Al₂O₃在丝绸上抛光，用超纯水彻底冲洗净，再分别在超纯水和乙醇中超声清洗，最后在空气中晾干；

2)将SiO₂溶胶溶液和纳米银胶溶液、32mg/L的亚甲基蓝、2mg/mL的HRP溶液按1～3：0.5～2：0.5～1：1比例混合均匀，在匀速旋转的工作电极表面滴涂并晾干，反复滴涂并晾干1～3次，置于4℃暗处保存。

6.一种用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的检测方法，其特征在于，将电化学传感器与参比电极、对电极一起组成三电极系统，利用安培法对一定浓度范围的过氧化氢溶液进行快速检测。

7.根据权利要求6所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的电化学检测方法，其特征在于，所述参比电极是饱和甘汞电极或银/卤化银电极，对电极为铂片电极或金片电极。

8.根据权利要求6所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的检测方法，其特征在于，具体检测方法为：

1)标准曲线：将电化学传感器在一定量pH 7.0的0.1M磷酸盐(PBS)缓冲溶液中，在工作电极上施加-0.3V～-0.4V的工作电位，匀速搅拌下记录该传感器的计时安培曲线，当背景电流达到稳态后，用微量进样器加入已知浓度的标准H₂O₂溶液，在不同标准H₂O₂浓度下测得传感器对H₂O₂的电流响应值，通过Lineweaver-Burk方程双倒数作图，得到电流响应值与H₂O₂浓度的线性曲线及相应的Lineweaver-Burk线性方程；

2)测定：将待测土壤样品加入等质量的纯水，充分搅匀后静置澄清，用微量进样器吸取适量上层清液或地下水加入一定量pH 7.0的0.1M磷酸盐(PBS)缓冲溶液中，测得传感器对H₂O₂的电流响应值，然后利用1)中得到的标准曲线及相应的Lineweaver-Burk线性方程，即可计算出地下水H₂O₂的浓度或土壤在1:1质量比的水提取下的H₂O₂浓度。

9.根据权利要求8所述的用于监测土壤和地下水中残留过氧化氢浓度的检测方法，其特征在于，步骤2)中电流响应值应在标准H₂O₂溶液的电流响应值最大和最小值之间，否则应减少或加大进样量。