一種用于檢測(cè)亞硝酸鹽的電化學(xué)修飾電極及檢測(cè)裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種用于快速檢測(cè)亞硝酸鹽的修飾電極，包括：基底電極；設(shè)置于基底電極表面的多壁碳納米管層；設(shè)置于多壁碳納米管表面的納米氧化鋅層；以及設(shè)置于納米氧化鋅表面的納米鉑層。本實(shí)用新型專利技術(shù)還公開了以所述修飾電極作為工作電極的檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型專利技術(shù)電極靈敏度高，可檢測(cè)亞硝酸鹽，并且，本實(shí)用新型專利技術(shù)的電極采用環(huán)保材料，不會(huì)造成污染。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及分析化學(xué)和檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地，本技術(shù)涉及一種用于檢測(cè)亞硝酸鹽的電化學(xué)修飾電極及檢測(cè)裝置。
技術(shù)介紹
亞硝酸鹽是一種普遍使用的食品添加劑和防腐劑，廣泛存在于環(huán)境、食品及天然水中。亞硝酸鹽與胺類物質(zhì)可生成致癌物質(zhì)N-亞硝胺。雖然在安全范圍內(nèi)使用不會(huì)對(duì)人體造成危害，但長(zhǎng)期、大量食用含亞硝酸鹽的食物會(huì)致癌，因此對(duì)亞硝酸鹽的定量檢測(cè)十分重要。近年來對(duì)亞硝酸鹽的測(cè)定方法有連續(xù)流動(dòng)分析法、分光光度法、螢光法和色譜法。但這些方法往往存在操作繁瑣，分析速度慢，儀器復(fù)雜等。而電化學(xué)亞硝酸鹽傳感器作為一種快速的、廉價(jià)的、方便的檢測(cè)技術(shù)近年來得到廣泛重視。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了快速靈敏地檢測(cè)食品中的亞硝酸鹽，本技術(shù)提供了一種用于快速檢測(cè)亞硝酸鹽的電化學(xué)修飾電極。本技術(shù)還提供了一種檢測(cè)亞硝酸鹽的電化學(xué)檢測(cè)裝置。本技術(shù)第一方面提供了一種用于快速檢測(cè)亞硝酸鹽的電化學(xué)修飾電極，所述電極包括-基底電極-設(shè)置于基底電極外表面的碳納米管層；-設(shè)置于多壁碳納米管層外表面的納米氧化鋅層；以及-設(shè)置于納米氧化鋅層外表面的納米鉬層。其中所述基底電極為玻碳電極(GCE)。本技術(shù)第二方面提供了一種用于檢測(cè)亞硝酸鹽的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置為電解池，所述電解池包括工作電極、對(duì)電極和參比電極；設(shè)置在電解池頂部的支架，以及設(shè)置在電解池底部的電解液。其特點(diǎn)在于，所述工作電極采用修飾電極，所述修飾電極包括-基底電極-設(shè)置于基底電極外表面的碳納米管層；-設(shè)置于多壁碳納米管層外表面的納米氧化鋅層；以及-設(shè)置于納米氧化鋅層外表面的納米鉬層。在本技術(shù)中，所述的基底電極是玻碳電極。在本技術(shù)中，所述的對(duì)電極是鉬電極。在本技術(shù)中，所述的參比電極是Ag/AgCl參比電極在本技術(shù)中，所述的電解液為含一定濃度的亞硝酸鹽溶液及NaCl (0.1mo I · Γ1)的 Na2HPO4-NaH2PO4 (O. I mol · Λ ρΗ=7)緩沖溶液。本技術(shù)的有益效果在于(I)本技術(shù)利用納米鉬/氧化鋅/碳納米管/玻碳電極(Pt/ZnO/MWCNTs/GCE)修飾電極對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行直接電化學(xué)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明=NO2-的氧化峰電流與其濃度在4.O XlCT7 2. OXliT4 mol .Γ1 呈良好的線性關(guān)系(r=0. 9987)，檢出限達(dá) 2. O X 1(T7 mol .L'(2)本技術(shù)中Pt/ZnO/MWCNTs/GCE修飾電極還具有良好的選擇性、穩(wěn)定性與重現(xiàn)性。(3)本技術(shù)的電極制備方法和檢測(cè)方法簡(jiǎn)單方便，使用儀器價(jià)格便宜，成本低廉MTv ο(4)本技術(shù)的電極材料無(wú)污染，不會(huì)造成環(huán)境污染，符合人們對(duì)環(huán)保的要求。附圖說明圖I為本技術(shù)的修飾電極的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為基底電極(玻碳電極)，2為修飾于基底電極外表面的碳納米管層，3為修飾于多壁碳納米管層外表面的納米氧化鋅層，4為修飾于納米氧化鋅層外表面的納米鉬層。5為本技術(shù)Pt/ZnO/MWCNTs/GCE修飾電極。圖2顯示本技術(shù)修飾電極的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為基底電極(玻碳電極)，2為修飾的多壁碳納米管層，3為修飾的納米氧化鋅層，4為修飾的納米鉬層。圖3顯示本技術(shù)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中5為工作電極(即圖I顯示的修飾電極5)，6為對(duì)電極，7為Ag/AgCl參比電極，8為檢測(cè)池容器，9為電解液，10為電極支架。圖4為不同濃度的亞硝酸根在Pt/ZnO/MWCNTs/GCE修飾電極上的差分脈沖伏安圖。橫坐標(biāo)為電位，縱坐標(biāo)為電流響應(yīng)大小。插圖為氧化峰電流和亞硝酸根濃度的關(guān)系圖。橫坐標(biāo)為NO2的濃度，縱坐標(biāo)為電流響應(yīng)大小。具體實(shí)施方式以下對(duì)本技術(shù)的各方面進(jìn)行詳述。本專利技術(shù)的以下實(shí)施例并不是對(duì)本專利技術(shù)的限制。因此，在不背離專利技術(shù)構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員把能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都包括在本專利技術(shù)中，并以權(quán)力要求書為保護(hù)范圍。采用電流時(shí)間法(I-t)和循環(huán)伏安法(CV)把納米鉬，納米氧化鋅沉積在多壁碳納米管修飾玻碳電極(MWNTs/GCE)表面，制備了納米鉬/氧化鋅/碳納米管/玻碳電極(Pt/ZnO/MWCNTs/GCE)修飾電極。利用循環(huán)伏安法、差分脈沖伏安法和掃描電鏡對(duì)修飾電極的電化學(xué)行為和物理性狀等進(jìn)行了表征?；纂姌O基底電極選用了玻碳電極，這是因?yàn)椴Ｌ茧姌O做基底材料比較便宜，導(dǎo)電性高，熱脹系數(shù)小，質(zhì)地堅(jiān)硬，耐化學(xué)腐蝕，穩(wěn)定性好。而鉬、金電極價(jià)格昂貴。玻碳電極和金電極相t匕，玻碳電極更具實(shí)用性。碳納米管碳納米管具有高的比表面、較強(qiáng)的吸附能力和良好的電催化活性，在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力，因此碳納米管是一種常用的電極材料。納米氧化鋅納米ZnO的修飾可以使Pt納米粒子均勻的分散在電極表面，為N02_在電極表面的反應(yīng)提供了更多的反應(yīng)位點(diǎn)，使Pt/ZnO/MWCNTs/GCE修飾電極具有良好的電催化性能。納米鉬碳納米管與其它電極材料結(jié)合之后因其不僅擁有組分各自的性能同時(shí)還擁有協(xié)同作用，從而克服單一碳納米管修飾電極的檢測(cè)靈敏度不高的問題，提高傳感器的檢測(cè)性 能。因此我們?cè)谔技{米管的基礎(chǔ)上修飾了納米氧化鋅和納米鉬來提高修飾電極的電催化性倉(cāng)泛。圖I的修飾電極5是這樣得到的I)碳納米管的預(yù)處理稱取O. 03g碳納米管(純度98%，直徑10 20 nm,長(zhǎng)度為5 15 μ m,灰分簇彡O. 2%，比表面積40 300 m2 · g-1)放入含有15mL HNO3 (O. 2 mol · L-1)溶液的圓底燒瓶中，磁力攪拌加熱回流7 h，冷至室溫離心，將除去上層HNO3溶液的碳納米管中加入10 mL 36% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的HCI，超聲I h，高速離心并洗滌溶液至中性，產(chǎn)物在100°C真空烘箱中干燥10 h，得到羧基化碳納米管(f-MWCNTs )。2)玻碳電極的預(yù)處理將玻碳用O. 3 μ m,0. 05 μ m的a_Al203拋光成鏡面,再依次用乙醇和二次蒸懼水分別超聲洗滌5min，電極晾干后備用。3)碳納米管的修飾取I mg處理好的碳納米管加人I mL N, N- 二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲2 h使碳納米管分散。取6 μ L碳納米管分散液滴在GCE表面，自然晾干，得到MWCNTs/ GCE。4)納米氧化鋅的修飾將MWCNTs/GCE 浸入 O. 01 mol Γ1 Zn(NO3)2 溶液(用 HNO3 調(diào)節(jié) pH 至 5. 0)，采用電流時(shí)間法(I-t)，在-I. 3V下掃描180s，得到ZnO/MWCNTs/GCE，用蒸餾水淋洗3次。5)納米鉬的修飾將ZnO/MWCNTs/GCE浸入I. 8X10-3 mol Γ1 H2PtCl6溶液中，采用循環(huán)伏安法(CV)，在-0. 3 0. 4 V下循環(huán)伏安掃描35圈，即得到Pt/ZnO/MWCNTs/GCE。6) Pt/ZnO/MWCNTs/GCE 修飾電極的結(jié)構(gòu)上述方法得到的Pt/ZnO/MWCNTs/GCE修飾電極5的結(jié)構(gòu)如圖I所示，基底電極為玻碳電極1，修飾于玻碳電極I表面的是MWCNTs層2，修飾于MWCNTs表面的是納米ZnO層3，最外層的是納米Pt層4。本技術(shù)中，將MWCNTs、Zn0和Pt依次修飾在基底電極I的表面，使得所述基底電極I外表面修飾有MWCNTs膜，MWCNTs膜2外本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于檢測(cè)亞硝酸鹽的電化學(xué)修飾電極（5），其特征在于，所述修飾電極（5）包括：?基底電極（1）?設(shè)置于基底電極外表面的多壁碳納米管層（2）；?設(shè)置于多壁碳納米管外表面的納米氧化鋅層（3）；以及?設(shè)置于納米氧化鋅層外表面的納米鉑層（4）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張玲，張慢樂，曹忠，李瑞花，朱龍冠，鄭云飛，左丹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：