[发明专利]一种丝网印刷电极、及其制作方法和检测方法

说明书

本发明公开了一种丝网印刷电极，包括基板100，基板100上设有三个电极，三个电极分别为Ag/AgCl参比电极、碳对电极和工作电极，Ag/AgCl参比电极、碳对电极和工作电极均连接有导电轨道，三条导电轨道沿水平方向间隔排列；工作电极包括导电碳浆和柠檬酸铋，在印刷过程中添加柠檬酸铋，在使用前不需要再进行电镀或者其它修饰步骤，可以直接使用，并且使用柠檬酸铋代替了传统的汞修饰电极，更加的绿色环保，并且制成的丝网印刷电极无需打磨，成本低廉可大量制备，一次性使用避免污染，体积小，灵敏度高，可满足现场快速检测的需求。

技术领域

本发明涉及检测食物重金属的领域，特别涉及一种丝网印刷电极、及其制作方法和检测方法。

背景技术

环境中的重金属可通过食物进入生物体内并在组织中积累，严重危害人体健康。铅和镉是严重影响人体健康的两种重金属元素，铅暴露可引起神经系统变化，导致神经功能丧失。摄入大量的镉可引起胃部不适，导致呕吐和腹泻，而长期摄入低水平的镉可造成肾脏疾病和骨骼脆弱。食物是铅和镉的重要来源，因此，对食品中的铅、镉进行监控和检测具有重要意义。但是，现有的食品中铅和镉的测量通常使用原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等常规分析技术和仪器进行，这些技术所需仪器价格昂贵，前处理过程耗时且操作繁琐，限制了其在现场快速检测方面的应用。

而电化学技术，特别是阳极溶出伏安法技术，具有成本低、功耗低、分析速度快、灵敏度高、仪器兼容性好等优点，可满足现场快速检测的需求，重金属检测的工作电极主要是滴汞电极及汞膜电极，由于汞的强毒性,对环境和实验人员都有很大的危害，因此往往采用安全环保，灵敏度高的铋修饰电极，铋膜电极通常通过电镀制造，可从单独的铋离子电镀溶液中电镀，或者直接将铋离子添加到样品溶液中，并在分析过程中与目标金属共沉积铋来完成。但是，电镀过程中铋离子容易发生水解，且电镀环境条件会影响铋沉积的形态，从而影响检测稳定性。

发明内容

本发明目的在于提供一种丝网印刷电极、及其制作方法和检测方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种丝网印刷电极，包括：基板，所述基板上设有三个电极，所述三个电极分别为Ag/AgCl参比电极、碳对电极和工作电极，所述Ag/AgCl参比电极、所述碳对电极和所述工作电极均连接有导电轨道，三条所述导电轨道沿水平方向间隔排列；所述工作电极包括导电碳浆和柠檬酸铋。

该技术方案至少具有如下的有益效果：导电碳浆提供导电基础，在三个电极通电后，在电极的使用过程中通过还原恒电位极化，工作电极内，柠檬酸铋中的铋离子被还原为金属铋，从而形成铋膜，本技术在丝网印刷电极印刷过程中加入柠檬酸铋对工作电极进行修饰，能有效提高对食物中铅、镉的检测灵敏度，且具有较高的安全性和环境友好性，电极使用前无需再次修饰，可提高检测效率和结果稳定性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述工作电极还包括多壁碳纳米管。多壁碳纳米管修饰电极可以提高电极的导电性，降低表面结垢的可能性，并提高电化学反应的速率。

作为上述技术方案的另一种改进，所述工作电极包括相互混合的所述导电碳浆、所述柠檬酸铋和所述多壁碳纳米管，所述柠檬酸铋的质量分数占1％～20％，所述多壁碳纳米管的质量分数占0.5％～10％。进一步提高导电性能，提高检测灵敏度。

作为上述技术方案的另一种改进，所述工作电极上覆盖有由乙醇溶液制成的0.01％～2％Nafion。Nafion具有优异的防污能力，化学惰性，选择透过性和良好的成膜，过滤干扰离子，实现电极改性，与工作电极组合形成协同效应，大大提高电极的选择性和灵敏度。

作为上述技术方案的另一种改进，所述基板上的所述导电轨道的中段部分覆盖有绝缘层。保证每次检测时，三个电极浸泡于待测溶液的面积相同，提高检测精度。