[发明专利]用于检测对氯苯酚的二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极领域，具体涉及一种用于检测对氯苯酚的二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极的制备方法。

背景技术

对氯苯酚被广泛用作于木材的防腐剂、油漆和皮革，同时也可作为消毒剂，如除草剂、杀菌剂、杀虫剂等。然而，由于它的毒性和抗菌性，这种氯酚类物质又是环境中尤其是水源中重要的有机污染物。因此，对其在水环境中的含量测定具有重要的意义。

近几年，已经有很多方法用来测定对氯苯酚，其中包括气相色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法和分光光度法。尽管这些方法具有相对较高的灵敏度和选择性，但是大多数还是有一些缺点的，比如费时、仪器昂贵、溶剂有毒、灵敏度差等。由于电化学分析法具有灵敏度高、仪器简单、分析成本低等优点，已被应用于水环境中有机污染物的测定。然而，由于对氯苯酚在环境样品中的浓度相对较低，因此，限制了使用电化学传感器测定对氯苯酚检测研究的发展，发展新型的电化学传感器成为对氯苯酚电化学分析法的趋势。

石墨烯是由碳原子以sp²杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体。由于其特殊结构所表现出来的许多优异性质，如大的比表面积（2630 m²g^-1）、高的导电性（103-104 Sm^-1）、耐高热性和优良的机械性能，石墨烯是一种理想的二维催化剂载体。目前，已有不少基于石墨烯的纳米复合材料制备技术及其应用的报道。二氧化钛纳米粒子是一种金属氧化物，它具有表面积大、良好的生物相溶性和相对良好的导电性等特点，有利于制备具有优良性能的电化学传感器。因此，将二氧化钛和石墨烯的优点结合起来制备二氧化钛-石墨烯纳米复合物，可充分发挥两者的优点，提高复合材料的综合性能，包括可修饰性、导电性能、催化性能和生物相溶性等。

因此，制备二氧化钛-石墨烯纳米复合物，将其用于构建新型的电化学传感器，用于对氯苯酚的高灵敏检测，在环境中有机污染物的监测等方面具有较好的应用前景。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种用于检测对氯苯酚的二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极的制备方法。本发明在丝网印刷电极（SPE）上负载二氧化钛-石墨烯复合物（TiO₂-GO），制备出一种灵敏度高、稳定性好、可以快速检测对氯苯酚的电化学传感器。

本发明的技术方案：

用于检测对氯苯酚的二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极的制备方法，包括以下步骤：

1）二氧化钛-石墨烯复合材料的制备

将氧化石墨烯在去离子水中超声分散，直至溶液为棕褐色，得石墨烯分散液，加入0.002-0.04mol/L 的TiF₄溶液，TiF₄溶液与石墨烯分散液的体积比为4:3，继续超声分散并于70～90℃下加热4～6小时，后将所得混合物置于压力为2～3MPa的高压釜中于200～300℃反应12～20小时；冷却后离心分离取下层沉淀，经去离子水和乙醇洗涤、干燥，得二氧化钛-石墨烯复合材料；

2）二氧化钛-石墨烯分散液的制备

将二氧化钛-石墨烯复合材料在有机溶剂中超声分散，得二氧化钛-石墨烯分散液；

3）二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极的制备

将步骤2）所得二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极分散液滴涂于经活化处理的丝网印刷电极上，室温干燥，得二氧化钛-石墨烯/丝网印刷电极即为对氯苯酚检测电极；其中，所述活化处理的丝网印刷电极由如下方法制得：在电化学工作站中，丝网印刷电极的参比电极作参比电极，丝网印刷电极的工作电极作工作电极，丝网印刷电极的对电极作对电极，采用循环伏安法扫描酸溶液，酸溶液的浓度为0.1～1M，循环伏安扫描酸液的电位范围为-1.0～1.0V，扫描速率为10～100mV/s，扫描圈数为1～20圈。

步骤1）中按照每6~10L去离子水中加入1g氧化石墨烯的比例，将氧化石墨烯在去离子水中超声分散。

步骤2）中按照每1~2L有机溶剂中加入2g二氧化钛-石墨烯复合材料的比例，将二氧化钛-石墨烯复合材料在有机溶剂中超声分散，所述有机溶剂为DMF。

步骤3）中所述酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸溶液。

步骤3）中所述酸溶液为0.5M的硫酸溶液。

步骤3）中所述扫描速率为50mV/s，扫描圈数为10圈。

步骤3）中所述二氧化钛-石墨烯分散液滴涂量为5～10μL。

有益效果