[发明专利]一种铅笔石墨修饰电极的制备方法和检测水体中苯二酚异构体的方法

说明书

一种铅笔石墨修饰电极的制备方法和检测水体中苯二酚异构体的方法，将氧化石墨烯超声分散于全氟化树脂溶液中，超声后得到氧化石墨烯悬浮液，然后将石墨铅笔电极浸入到氧化石墨烯悬浮液中，采用循环伏安法进行电化学聚合，得到铅笔石墨修饰电极。采用市售自动铅笔芯修饰石墨烯作为工作电极就可以实现对三种苯二酚同分异构体的同时定量检测，且同时检测三种酚类化合物的检出限均能达到10^‑6mol/L，线性范围宽，对于实际含酚废水的检测有很大的应用前景。本发明制备的电极不仅能同时检测三种酚类物质，同时还具备成本低、灵敏度和检出限高等优势。

技术领域

本发明涉及一种铅笔石墨修饰电极的制备方法和检测水体中苯二酚异构体的方法，属于快速检测技术领域。

背景技术

运用电化学的方法在电极上修饰聚合物或纳米材料在过去的数十年由于其优异的物理化学性能而引起了广泛的注意。当用电化学方法过氧化这些聚合物后，它们会显示出比之前更好的选择性和灵敏度。一般制备过氧化聚合物通用的技术是多圈扫描的循环伏安法或在合适的电势条件下的计时电流法。然而，这些技术都有自己的局限性，例如：氧化过程持续时间较长和聚合物降解等问题。基于这些问题，有必要寻找一种可以克服这些缺点的可替代的电化学分析技术。差分脉冲伏安法以其灵敏、快速和过氧化过程温和可控的优点脱颖而出。

邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚广泛被应用于药品、化妆品、杀虫剂、调味剂和染料中。由于它们在低浓度下都具有高毒性的特点，被美国环境保护署和欧盟列入水体中重点监控的污染物。考虑到工业生产和污染防治，发展一种简单便捷并且快速的同时检测三种苯二酚的分析方法是十分必要的。一方面电化学技术由于其稳健性和通用性，经常被用到酚类物质的检测中，以此获得低检出限和可靠的结果。另一方面，由于有电化学活性相同的酚类物质的存在，在裸碳电极上它们的氧化还原峰会重叠到一起从而产生一个宽峰。为了在同时检测三种苯二酚异构体时对重叠的信号加以区分就要引入合适的修饰物，例如聚合物或者纳米材料。Zhang等用水热法制备掺杂硼的石墨烯并修饰到玻碳电极表面同时检测邻苯二酚和对苯二酚，检出限分别为0.2μmol/L和0.3μmol/L。Prathap等将聚苯胺/MnO₂纳米纤维修饰到玻碳电极表面同时检测邻苯二酚和对苯二酚，检出限分别为0.16μmol/L和0.13μmol/L。Zhao等用聚氨基磺酸/单壁碳纳米管修饰玻碳电极用于同时检测邻苯二酚和对苯二酚，检出限为1μmol/L。Yin等将钴铁硒化物嵌入多孔纳米纤维中再修饰到玻碳电极上用于同时检测邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚，检出限分别为0.15μmol/L,0.13μmol/L和1.36μmol/L。从这些文献报道中可以看出，用电化学修饰电极同时检测三种苯二酚同分异构体的文章并不多，很多都只能同时检测苯二酚异构体其中的两种，仅有的几篇能同时检测的也都存在制备方法繁琐，所用试剂成本高等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨铅笔修饰电极的制备方法及检测水体中苯二酚异构体的方法，采用差分脉冲伏安法定量检测邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚的含量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铅笔石墨修饰电极的制备方法，将氧化石墨烯超声分散于全氟化树脂溶液中，超声后得到氧化石墨烯悬浮液，然后将石墨铅笔电极浸入到氧化石墨烯悬浮液中，采用循环伏安法进行电化学聚合，得到铅笔石墨修饰电极。

本发明进一步的改进在于，氧化石墨烯悬浮液的浓度为0.5mg/mL～3mg/mL。

本发明进一步的改进在于，全氟化树脂溶液的质量分数为0.05％～0.15％。

本发明进一步的改进在于，浸入长度为15mm～20mm。

本发明进一步的改进在于，采用循环伏安法进行电化学聚合的条件为：电势扫描范围：-1.0V～1.5V，扫描速率：50mV/s～100mV/s，循环扫描10圈～30圈。

采用上述方法制备的铅笔石墨修饰电极检测水体中苯二酚异构体的方法，包括以下步骤：