[发明专利]石墨烯聚合物电化学传感器检测对硝基酚的应用

说明书

本发明公开了石墨烯聚合物电化学传感器及制备方法与其在检测对硝基酚的应用，其制备方法为对碳基电极进行一次电化学处理，使碳基电极表面原位合成石墨烯，然后将表面合成石墨烯的碳基电极进行二次电化学处理，使精氨酸缩聚为聚精氨酸，并使聚精氨酸与石墨烯复合。本发明提供的石墨烯聚合物电化学传感器传感检测限低、线性检测范围宽、稳定性高、成本低，既可用于一次可抛型pNP试纸条的制备，亦可用于pNP原位长时间连续监测。

技术领域

本发明涉及电化学传感器、电化学加工技术、纳米材料和分析化学领域，具体涉及石墨烯聚合物电化学传感器及制备方法与其在检测对硝基酚的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

对硝基苯酚(p-nitrophenol,pNP，对硝基酚)是在医药、农业、工业、造纸等领域中广泛应用的重要原料及中间产物，目前已在世界范围内广泛分布于各种水体环境中。但是，pNP具有极强的毒性，对于动植物及人类的威胁十分明显。并且，pNP的化学稳定性极强，在自然环境中难以分解，还会形成食物链富集作用。其环境危害十分突出，已被美国环境保护署(USEPA)列入114 主要污染物名单，因此其分析检测十分重要。

pNP的常用检测技术包括HPLC法、电泳分析法、荧光分析法、酶联免疫吸附测定法等。这些方法均需要大型而昂贵的专用仪器，分析成本高、分析时间长，且要求专业人员操作。相比之下，电化学分析技术具有灵敏度高、分析成本低、分析时间短、便于便携式设计及易操作等优势，是研发pNP传感器的理想技术方案。

在现有报道中，有多种基于纳米材料、聚合物材料、金属基电催化剂等开发pNP电化学传感器的报道。但是，发明人研究发现，这些技术方案或制备过于繁复昂贵，或面临检测限、检测范围、稳定性等不足的问题，面对实际应用测试场景往往较难满足测试需求。因此，目前市场上对于兼具低检测限、宽测试范围、高稳定、低成本的pNP传感器尚有迫切需求。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供石墨烯聚合物电化学传感器及制备方法与其在检测对硝基酚的应用，本发明提供的石墨烯聚合物电化学传感器传感检测限低、线性检测范围宽、稳定性高、成本低，既可用于一次可抛型pNP试纸条的制备，亦可用于pNP原位长时间连续监测。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种石墨烯聚合物电化学传感器，包括碳基电极，所述碳基电极表面修饰复合材料，所述复合材料为石墨烯与聚精氨酸复合形成。

本发明经过研究发现，碳基电极能够对pNP进行电氧化和电还原性催化，以此产生可用于定量分析的电化学信号。对比发现，电氧化过程可造成pNP产物电化学聚合导致电极污染而感染传感信号；而利用电还原反应可避免此问题。利用电化学原位合成聚精氨酸-石墨烯界面可使碳电极上pNP的电还原信号大副提升，实现对pNP低检测限、宽线性检测范围、高稳定性的检测。

另一方面，一种石墨烯聚合物电化学传感器的制备方法，对碳基电极进行一次电化学处理，使碳基电极表面原位合成石墨烯，然后将表面合成石墨烯的碳基电极进行二次电化学处理，使精氨酸缩聚为聚精氨酸，并使聚精氨酸与石墨烯复合。

第三方面，一种上述石墨烯聚合物电化学传感器在催化对硝基酚进行电化学聚合中的应用。

第四方面，一种上述石墨烯聚合物电化学传感器在检测对硝基酚的应用。

第五方面，一种对硝基酚的电化学检测方法，以上述石墨烯聚合物电化学传感器作为工作电极，将工作电极浸入含有对硝基酚的待测溶液中，进行电化学检测。

本发明的有益效果为：