[发明专利]一种用于溶解氧检测的电化学传感器制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电化学传感器的制备方法，尤其涉及一种用于溶解氧检测的电化学传感器制备方法。

背景技术：

近年来，氧气还原在很多生物过程和化学合成的理论和实际应用方面展现出了非常大的重要性。其中最令人关注的是应用于生物反应和燃料电池的多电子氧气还原的催化过程的研究。由于氧气还原过程包括多重电子转移，并且存在一个重要的活化能量壁垒，利用电催化材料，比如铂、金、金属氧化物、有机物、过渡金属环状络合物、生物酶等，进行电化学还原氧气已经有了大量的研究，但是目前利用人工催化来研究氧气还原的实验效率低下、并没有取得显著成功。

由席夫碱作为配体构成的过渡金属络合物因其简单的制备方法引起了研究者广泛的兴趣。这种络合物通常通过电致聚合作用被涂覆在电极表面来修饰电极，最后在铂电极或玻璃碳电极表面形成导电聚合物的膜。与实验电化学技术相比，均一组成和厚度的膜修饰的电极展示出三种电荷传输速率：快、慢和适中。如果电荷传输比实验性的快，那么膜内氧化/还原位浓度就是均一的并且与施加的电极电势达到热力学平衡，这时伏安特性曲线呈现出对称的形状。

目前对溶剂氧的检测方法对催化过程的详细机理的研究都不是很明确，检测效率也有待提高。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种在乙腈/四丁基高氯铵的混合溶液中通过循环伏安法将镍-salen配合物在铂电极上电致聚合后形成的用于溶解氧检测的电化学传感器的制备方法。

一种用于溶解氧检测的电化学传感器制备方法，其步骤如下：

(1)制备salen配体：将0.284mol的水杨醛(邻羟基苯醛)溶解到50ml乙醇中形成溶液A；将0.142mol的乙二胺溶解到25ml乙醇中形成溶液B；然后再将溶液A和溶液B混合形成混合溶液，形成的混合溶液在40℃下搅拌回流2h得到黄色固体沉淀物，把黄色固体沉淀物滤出用乙醇洗涤后再用甲醇进行重结晶得到Salen配体，将Salen配体在真空保存；

(2)制备镍-salen配合物：将6.4mol的Salen配体溶解到50ml的乙醇溶液中形成溶液C，将6.4mol的醋酸镍溶解到50ml的乙醇溶液中形成溶液D，再将溶液C逐滴滴加溶液D中形成混合溶液，然后将混合溶液在40℃下回流2h得到红色固体沉淀，将红色固体沉淀滤出用甲醇进行重结晶后得到镍-salen配合物，将镍-salen配合物在室温下真空保存；

(3)制备电化学传感器：将镍-salen配合物在面积为0.071cm²的铂电极上经电致聚合，从而得到电化学传感器。

所述的电致聚合是在浓度为0.1mol/L的乙腈、四丁基高氯铵的混合溶液中以100mV·s^-1的速率在0～1.4V(对比饱和甘汞电极)的电压范围内用循环伏安法进行四次聚合反应。

本发明可解决以下技术问题：

(1)本发明通过制备镍-salen配合物，使二价镍-salen配合物首先被还原为一价镍-salen配合物，然后一价镍-salen配合物被氧气重新氧化为二价镍-salen配合物，生成的二价镍-salen配合物又会被电化学还原为一价镍-salen配合物，从而使得阴极电流增强，所以在铂电极上镀上镍-salen配合物膜能够促进氧气的还原。

(2)本发明通过镍-salen配合物修饰的铂电极能够通过界面层的电子转移催化溶解氧的电致还原过程，同纯铂电极相比，在含有氧气的溶液中极化电压减小了0.15eV，所制备的镍-salen配合物修饰的铂电极对商业样品和环境水中的质量控制和常规分析都是非常有益的，对检测氧的结果同商业氧气传感器的检测结果非常一致。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合实施对本发明作进一步详述。

一种用于溶解氧检测的电化学传感器制备方法，其步骤如下：

(1)制备salen配体：将0.284mol的水杨醛(邻羟基苯醛)溶解到50ml乙醇中形成溶液A；将0.142mol的乙二胺溶解到25ml乙醇中形成溶液B；然后再将溶液A和溶液B混合形成混合溶液，形成的混合溶液在40℃下搅拌回流2h得到黄色固体沉淀物，把黄色固体沉淀物滤出用乙醇洗涤后再用甲醇进行重结晶得到Salen配体，将Salen配体在真空保存；