[发明专利]一种杯芳烃-聚丙烯酸复合材料修饰电极的制备方法及应用

说明书

本方案公开了一种杯芳烃‑聚丙烯酸复合材料修饰电极的制备方法及应用，包括以下步骤：S1.将杯芳烃溶液、多孔氧化硅、丙烯酸混合均匀，并进行电子束辐射，得杯芳烃‑聚丙烯酸‑多孔氧化硅粗产物；S2.将所述杯芳烃‑聚丙烯酸‑多孔氧化硅粗产物与碳纤维、离子液体分散于溶剂中，得到杯芳烃‑聚丙烯酸复合材料；S3.用抛光剂抛光玻碳电极的表面，并用去离子水超声清洗后干燥，得预处理玻碳电极；S4.将所述杯芳烃‑聚丙烯酸复合材料滴涂于预处理玻碳电极上，烘干后，即得所述杯芳烃‑聚丙烯酸复合材料修饰电极，制备步骤简单，效率高，辐照稳定性高。

技术领域

本发明涉及重金属检测领域，具体涉及一种杯芳烃-聚丙烯酸复合材料修饰电极的制备方法及应用。

技术背景

伴随我国工业及制造业的快速发展，重金属污染问题日益引起人们的重视。重金属是指密度大于5的金属，因其具有富集性，很难降解，当在人体内的量累积到一定程度时就会对人造成慢性中毒，众所周知的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染)就是由重金属污染造成的。重金属主要有Ni、Cu、Cr、Hg、As、Co、Ag等50种，其中Cr、As、Cu、Hg等金属对人的健康有较大的危害。重金属污染主要是指由汞、银、镉、铜以及铅等生物毒性显著的金属元素或它们的化合物对环境所造成的污染，主要包括对环境和土壤的污染。

目前检测金属离子的方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、荧光光谱法、电化学方法，电化学方法由于具有灵敏度高的优点在金属离子的检测中得到广泛的应用。

其中，超分子化学技术研究日益成熟，人们合成出来许多种能与重金属离子结合的杯芳烃，通过修饰构建出能检测相应金属离子的化学、电化学传感器。电化学传感器的原理是当待测物质与分子识别元件结合后会发出复合物的特征信号，然后再经信号转换器转变成电 的可输出信号，从而达到检测金属离子的目的，与其他检测方法相比，电化学传感器可以实现对特定底物的专一性识别，同时识别元件本身可操控、灵敏度高、省时高效，且适用于原 位和现场检测，已发展成为金属检测领域方面最活跃的一种检测手段，倍受化学研究者的 关注。

如中国专利CN105175356A公开的杯[4]芳烃噻二唑衍生物、杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物及其制备方法和应用，该方法用杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物修饰玻碳电极检测铜离子取得了很好的效果。但是该专利使用传统的化学方法制备杯[4]芳烃噻二唑衍生物-多壁碳纳米管复合物修饰电极，制备过程繁琐，需要经历好几步化学反应，需要好几天的制备时间，效率低，且电极材料使用的和金属离子络合的配体辐照稳定性差，在核污水中易分解，影响金属离子检测的准确度和灵敏度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种杯芳烃-聚丙烯酸复合材料修饰电极的制备方法及应用，制备步骤简单，效率高，辐照稳定性高。

本发明的技术方案是，提供一种杯芳烃-聚丙烯酸复合材料修饰电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 以杯芳烃溶液、多孔氧化硅、丙烯酸为原料，制备杯芳烃-聚丙烯酸-多孔氧化硅粗产物，所述制备方法包括电子束预辐射法、电子束共辐射法中的一种，使之发生聚合与交联反应，得杯芳烃-聚丙烯酸-多孔氧化硅粗产物；

优选地，所述电子束预辐射法包括以下步骤：K1.将多孔氧化硅、丙烯酸混合均匀，并进行电子束辐射，得聚丙烯酸-多孔氧化硅中间产物；步骤K2.将杯芳烃溶液和聚丙烯酸-多孔氧化硅中间产物混合均匀，洗涤，干燥得杯芳烃-聚丙烯酸-多孔氧化硅粗产物。

优选地，所述电子束共辐射法包括以下步骤：将杯芳烃溶液、多孔氧化硅、丙烯酸混合均匀，并进行电子束辐射，洗涤，干燥得杯芳烃-聚丙烯酸-多孔氧化硅粗产物。

本步骤中丙烯酸经电子束辐射后得到的聚丙烯酸不仅起到交联剂的作用，同时也起到和金属离子络合的配体的作用，聚丙烯酸和杯芳烃结合形成双配体协同增强对金属离子的络合作用，有利于提高检测金属离子的准确性。