[发明专利]一种固体接触式离子选择性电极及其制备和应用

说明书

本发明涉及溶液中离子的检测方法，具体地说是一种固体接触式离子选择性电极及其制备和应用。以具有氧化还原活性的无机离子‑电子转导材料作为离子‑电子转导层，其粘附于电极基体底部，再将聚合物离子选择性膜负载于上述转导层上，即获得固体接触式离子选择性电极；其中，材料为Ag@AgCl/KCl。本发明借助于聚合物离子选择性膜微体系中水分子的存在，制备了氧化还原电容高，电阻小的新型无机离子‑电子转导层Ag@AgCl/KCl。并且所制备的固态钙离子选择性电极具有电位响应速度快，稳定性高，不受外界干扰等优点。因此，可以开发为一种新型的固体离子‑电子转导层，并应用于固态离子选择性电极的制备及应用研究。

技术领域

本发明涉及溶液中钙离子的检测方法，具体地说是一种固体接触式离子选择性电极及其制备和应用。

背景技术

当前，基于固态离子选择性电极中离子-电子转导层的研究是固态离子选择性电极研究的一个热点。基于氧化还原电容转导机理的离子-电子转导层是固态离子选择性电极中研究最早的转导层材料，其中最典型的研究对象是有机导电聚合物。然而有机导电聚合物在使用过程中存在对光的敏感性，而且其本身所具备的部分官能团能够跟氧气发生反应。另外，有机导电聚合物本身的氧化还原电位存在一定的连续性，可以影响固态离子选择性电极的重现性。这些都限制了有机导电聚合物在固态离子选择性电极中的使用。基于氧化还原转导机理的其它有机转导层也被广泛报道，如疏水性的有机银复合物、二茂铁、普鲁士蓝、四硫富瓦烯以及脂溶性的Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)盐等等。另外，基于有机物保护、掺杂的有机-无机复合材料(如基于富勒烯的自组织有机单分子层、基于芳烃基硫醇保护的金纳米簇)也被报道。上述氧化还原转导层主要以有机类化合物为主或者是借助有机物中的部分官能团，基于无机材料的氧化还原转导层的应用，将为固态离子选择性电极中离子-电子转导层的开发提供一个新的思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体接触式离子选择性电极及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种固体接触式离子选择性电极，以具有氧化还原活性的无机离子-电子转导材料作为离子-电子转导层，其粘附于电极基体底部，再将聚合物离子选择性膜负载于上述转导层上，即获得固体接触式离子选择性电极；其中，无机离子-电子转导材料为Ag@AgCl/KCl。

所述Ag@AgCl/KCl负载量为10～15μL。

所述Ag@AgCl为核壳结构，制备为：

1)将乙二醇与PVP在160-165℃下反应1.0-1.1h，再加入含NaBr的乙二醇溶液，而后再缓慢滴加含AgNO₃的乙二醇溶液，并继续反应0.5-0.6h，即得到土黄色的产物Ag；

2)将上述获得产物Ag和PVP在去离子水中超声分散混匀，混匀后在搅拌条件下添加FeCl₃水溶液，于25-30℃下反应8-12h，即得到土褐色产物；

3)将上述获得产物进行离心收集沉淀，沉淀用去离子水、乙醇依次清洗，清洗后于80℃的真空烘箱中干燥处理10h，即得到核壳结构的Ag@AgCl。

将上述获得的Ag@AgCl与KCl混合，超声分散于0.9-1.0mL水中30-40min，得到分散均匀的Ag@AgCl/KCl分散液；其中Ag@AgCl与KCl的质量比为4-1:1，优选为2-1:1。

所述聚合物离子选择性膜为离子载体、增塑剂、聚合物基体和离子交换剂；将按重量百分比计，1wt％离子载体、66wt％增塑剂和33wt％聚合物基体混合，而后再加入离子交换剂，加入后溶解于THF中进行成膜；其中，离子交换剂与离子载体的摩尔比为1：2。