[发明专利]一种高柔韧全固态pH选择性电极及其制备方法

说明书

本申请涉及电极材料(或分析化学)领域，特别是涉及一种具有高柔韧全固态pH选择性电极及其制备方法。电极为a.作为支撑结构且具有高柔韧性的金属电极；b.运用电沉积方式于金属电极表面沉积氧化石墨烯形成具有充当电容器的层状结构；c.于电极层状结构的表面覆盖载体高分子聚合物膜。本发明制备方法，首先选取高柔韧、传导性能优异的金属材料作为基底，沉积的石墨烯层状结构显著提升柔性电极的单位电容，运用简单可行的涂覆方式，获得了对pH有选择性、实时、准确、稳定响应的全固态高柔韧性电极，可用于高压环境和界面环境的测试。

技术领域

本申请涉及电极材料(或分析化学)领域，特别是涉及一种具有高柔韧全固态pH选择性电极及其制备方法。

背景技术

电化学传感中应用电极进行离子检测已经得到的一定的发展，尤其是大尺寸的电极技术。pH玻璃电极是目前国内外测量溶液pH值用的最主要的电极,但该电极的缺点是内阻高,易破碎，且对一些pH值的变化不能实现连续性，动态化的实时监测。同时pH玻璃电极存在形状是较为固定的，对于特定环境测试需要拉伸或弯曲的要求是无法实现的。因此制备具有便携式、微型化、高柔韧性特点的电极也成为电极开发的一个挑战。

全固态离子选择电极很好的克服了以上这些问题，这种电极结构简单，贮存方便、易维护、不受外界压强影响、低检测限、受温度影响小、可微型化制备等，但关键是需要找到电基底和离子选择性膜中间加入一种具有大电容、能进行离子和电子之间的信号转换、且疏水的材料，双电层电容型的转接层材料也由此应运而生。此外，高柔韧性全固态离子电极不仅能够变化形状，还可以用于高压环境和界面环境中pH的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高柔韧全固态pH选择电极及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种高柔韧全固态pH选择电极，

a.作为支撑结构且具有高柔韧性的金属电极；

b.运用电沉积方式于金属电极表面沉积氧化石墨烯形成具有充当电容器的层状结构；

c.于电极层状结构的表面覆盖载体高分子聚合物膜。

所述层状结构为将氧化石墨烯(GO)与PBS(磷酸缓冲液)按体积比1:1-2混合；而后通过电沉积的方式于金属电极表面沉积形成层状结构；其中，氧化石墨烯(GO)浓度在1-3mg.L^-1，PBS(磷酸缓冲液)，其浓度为50-150mM，pH值为7-8，(沉积时间为0.5-2h)。

所述电沉积在氮气或二氧化碳的存在下，扫描电压在-3V到0V,扫描速度5-100mV/s，扫描段数5-15cycles。

所述高分子聚合物膜为将沉积有层状结构的电极浸泡在高分子聚合物溶液中，取出蒸干挥发后于其表面形成高分子聚合物膜；其中，其中，所述高分子聚合物溶液为中性载体、高分子聚合物材料、增塑剂和阳离子定域体混合后的混合物溶于四氢呋喃或PPy中；其中，混合物按重量百分比计，0.5％-2％中性载体、0.5％-2％高分子聚合物材料、50％-70％增塑剂，余量为阳离子定域体。

所述中性载体为三辛胺、三正十二胺、十二烷基吡啶甲酰胺、十二烷基二辛胺中的一种或几种；

所述高分子聚合物材料为PVC和/或PTFE(聚四氟乙烯)；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、葵二酸二辛脂中的一种或几种；

所述阳离子定域体为四苯硼酸盐；所述四苯硼酸盐为四苯硼酸钠或钾；其中，四苯硼酸盐为四苯硼盐、四对氯苯硼盐或四间苯硼盐。

一种高柔韧全固态pH选择电极的制备方法，

a.高柔韧性的金属电极打磨抛光，浸泡处理后作为基底；