[发明专利]一种防油污聚合物膜离子选择性电极及应用

说明书

本发明涉及电位型防污损传感器，具体涉及一种防油污聚合物膜离子选择性电极及应用。在常规圆盘电极底部依次黏附聚合物敏感膜和多巴胺—聚甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯涂层。本发明涂层的存在不影响电极本身的检测性能。涂层可降低聚合物敏感膜和油脂污染物之间疏水作用，防止水中油脂污染物在电极膜表面的粘附，解决聚合物膜电位型传感器在复杂水体中应用时面临的油污问题，提高电极的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电位型防污损传感器，具体涉及一种防油污聚合物膜离子选择性电极及应用。

背景技术

聚合物膜离子选择性电极具有操作简单、分析快速、可连续检测等优点，已在环境领域得到广泛应用。然而，石油化工和食品加工等产业排放的含油污水日益增加，海上溢油事件频繁发生，导致环境中的油脂类污染物越来越普遍，这类污染物对聚合物膜离子选择性电极的应用造成了巨大的挑战。并且电极在使用的过程中极易粘附油脂类污染物，造成电极污损，导致电极的检测性能下降、使用寿命缩短等问题。目前关于聚合物膜离子选择性电极的防污研究中，大部分研究多集中在如何提高电极对蛋白和微生物的防污能力，关于如何提高电极在环境水体中的油脂污染的研究尚未见报道。蛋白质和微生物粘附在电极表面后，在亲水作用和电荷排斥作用下后续污染物的粘附会被逐渐抑制，粘附的污染物可通过简单的清洗除掉。然而，油脂类污染物粘附到电极表面后会迅速变形铺展，在疏水作用下粘附的油脂污染物会促进下后续污染物的粘附，在短时间内就会使电极无法使用。因此，与蛋白质和微生物相比，油脂污染对于聚合物膜离子选择性电极更为棘手。

通过表面改性能够赋予材料表面新的功能和性质，提高材料的防污性能，如化学接枝和物理涂覆等。然而，聚合物敏感膜表面缺少化学基团，难以改性。此外，聚合物敏感膜是用于传感的核心部件，传统的表面改性过程会损害电极敏感膜，导致离子选择性电极的性能丧失。因此，开发简便、温和的方法，对提高聚合物膜离子选择性电极的防油污性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防油污聚合物膜离子选择性电极及应用。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种防油污聚合物膜离子选择性电极，在常规圆盘电极底部依次黏附聚合物敏感膜和多巴胺—聚甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯涂层。其中，涂层的存在不影响电极本身的检测性能。

进一步的说，所述常规圆盘电极底部依次黏附聚合物敏感膜获得聚合物膜离子选择性电极，而后将其浸泡于含多巴胺和甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯的溶液8～48小时(优选12小时)，使得电极聚合物敏感膜表面形成多巴胺—聚甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯涂层。

所述含多巴胺和甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯的溶液为多巴胺和甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯加入至50mM的Tris-HCl溶液中，溶液的pH范围为8-9。

所述溶液中多巴胺的终浓度范围为2～10g/L(优选2g/L)，甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯的终浓度范围为15～30g/L(优选30g/L)。

所述聚合物膜离子选择性电极包括含有聚合物敏感膜的固体接触式聚合物膜离子选择性电极或含有内充液的液体接触式聚合物膜离子选择性电极。

所述聚合物敏感膜由离子选择性载体、亲脂性离子交换剂、膜基底材料和增塑剂按照重量份数比:0.2-10:0.1-5:20-40:40-80组成。

所述膜基体材料为聚氯乙烯、聚氨酯、硅橡胶、醋酸纤维、聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；增塑剂为邻硝基苯辛醚、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、己二酸二辛酯或癸二酸二辛酯；离子选择性载体为铅离子、铜离子、铁离子、铬离子、钠离子、钾离子、铵根离子、钙离子、镁离子、碳酸根离子、硝酸根离子、氯离子或溴离子；亲脂性离子交换剂为四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠或三(十二烷基)氯化铵。