[发明专利]基于多级孔Cu-BTC材料的电化学传感器及其在农药草甘膦检测中的应用

说明书

基于多级孔Cu‑BTC材料的电化学传感器及其在农药草甘膦检测中的应用，涉及电化学传感器材料的制备技术，将多级孔Cu‑BTC材料和全氟磺酸依次修饰于氧化铟锡导电玻璃表面，取得基于多级孔Cu‑BTC材料的电化学传感器。以所述电化学传感器作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，组成三电极系统，可以对待测液体中草甘膦含量进行精确检测。通过试验，结果表明该电极对草甘膦检测的灵敏度显著提高，且该修饰电极制备简易、重现性及稳定性好、线性范围宽，可检测实际样品中草甘膦的含量，具有简便，快速，精确度高等优点。

技术领域

本发明涉及电化学传感器材料的制备技术，也涉及非电活性农药草甘膦的检测技术领域。

背景技术

有机磷类农药因具有残留期短、降解快、低毒、高效且选择性强等优点而成为目前我国使用最为广泛的农药之一，在广泛应用的同时，有机磷农药可在土壤、水等环境中富集，农作物生长过程中吸收这类农药后即可能会存在农药超标的问题。因此，对其进行快速高效的检测具有重要的实用意义。

草甘膦是一种常用的有机磷除草剂，作为一种用途广泛、非选择性、苗期使用的有机磷除草剂被广泛用于除草和植被控制。由于其高除草性和对哺乳动物的低毒性，草甘膦被广泛用于农作物、林作物和水生植物。然而，由于土壤的吸收和水的高溶解性，这种不加选择的使用增加了农药在土壤和水中的残留富集，从而危害健康和污染环境。

在目前文献报道的草甘膦检测方法中，绝大部分是基于成熟稳定的色谱检测技术，主要包括高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）和毛细管电泳法等。虽然基于色谱技术的检测方法灵敏度高、稳定性强，但是检测设备费用昂贵、样品前处理繁琐等缺点限制了其广泛使用。因此开发快速便捷、准确高效的检测技术，是现代农药残留检测的发展方向之一。

电化学传感器因具有构造简单、灵敏度高、操作方便、易于微型化且便于大批量规模生产等优点，在食品、环境检测等领域拥有广阔的应用前景。作为一种非电化学活性农药，草甘膦很难采用传统的电化学方法进行检测。通过不懈的努力，科研工作者们逐渐克服了电化学在草甘膦检测中的不适应性，基于电化学传感器技术的有机磷农药残留检测技术近两年来发展迅速。草甘膦电化学检测技术主要集中在含酶电化学传感器、分子印迹电化学传感器和适配体电化学传感器，传感器的制备方法较为繁琐，且成本较高，检测周期长（大约用时1小时以上）。因此，制备简便的草甘膦电化学传感器成为亟待解决的问题。

Cu-BTC是一种常见的MOFs材料，多级孔Cu-BTC材料同时具有微孔MOF材料和介孔材料的典型特征，在吸附、气体储存和催化中具有广泛的应用。

发明内容

本发明目的是提出一种多级孔Cu-BTC材料新的用途，将其作为电化学传感器。

本发明技术方案是：将多级孔Cu-BTC材料和全氟磺酸依次修饰于氧化铟锡导电玻璃表面，取得基于多级孔Cu-BTC材料的电化学传感器。

由于使用多级孔Cu-BTC材料作为检测材料，本发明先将多级孔Cu-BTC材料修饰在氧化铟锡导电玻璃表面，随后滴加全氟磺酸，实现对覆盖有Cu-BTC的电极表面的包埋作用，可以更好地保护已修饰电极，使多级孔Cu-BTC材料在检测过程中不易脱落。

经试验证明：以上述基于多级孔Cu-BTC材料的电化学传感器作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，组成三电极系统，可以对待测液体中草甘膦含量进行精确检测。通过试验，结果表明该电极对草甘膦检测的灵敏度显著提高，且该修饰电极制备简易、重现性及稳定性好、线性范围宽，可检测实际样品中草甘膦的含量，具有简便，快速，精确度高等优点。