[发明专利]一种双层膜固态磷酸根离子选择电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双层膜固态磷酸根离子选择电极及其制备方法，由铜棒、导电单元、传感敏感单元、阳离子屏蔽单元和一个起保护作用的电极管腔体组成，铜棒与导电单元连接后嵌入电极管腔体内，导电单元外侧面依次设有传感敏感单元和阳离子屏蔽单元，导电单元为玻碳，传感敏感单元为掺杂钴的聚吡咯薄膜，阳离子屏蔽单元为阴离子选择性膜。该电极具有更加优良的稳定性和抗干扰性，可实时在线测量水质中的磷酸根离子含量，有利于水污染的防治。

技术领域

本发明涉及电极及其制备方法，特别涉及一种双层膜固态磷酸根离子选择电极及其制备方法。

背景技术

磷元素是动植物等生命体不可缺少的重要物质，其中磷在植物的能量储存、呼吸作用和光合作用中起到至关重要的作用，外部添加磷肥是满足植物生长需求的常见办法，但是无节制地使用磷肥导致农业水域的磷积累，导致全球富营养化和严重的水污染。因此，快速且高度灵敏地测量水体中磷含量是环境监测的一个重要项目。除此以外，无机磷作为人体细胞膜的重要组成部分，参与了大部分生理上的化学反应。体液内的磷含量检测对于临床诊断维生素D缺乏症，骨骼疾病以及肾衰竭等必不可少。由于上述原因，磷酸盐测量对于调节土壤中的磷肥，维持良好的水质以及进行必要的生物医学测试至关重要。

目前，磷含量的检测方法主要有离子色谱法、光学检测法和电化学检测法。离子色谱法设备费用高、不便现场测量，而光学检测法操作复杂、需要添加各种药品，造成二次污染，两种检测手段皆不能满足现代水质检测工作中实时在线的要求。而电化学检测方法中的离子选择电极法具有操作便捷、结构简单、灵敏度高、检测速度快、成本低以及对环境无污染等优点。相较于传统的离子选择电极，固态离子选择电极不含有内充液和内参比电极，其结构在制备和应用方面更具优势，使用寿命也有所延长。故此发明双层膜固态磷酸根离子选择电极以延长电极的使用寿命，同时在使用过程中呈现出更好的稳定性和抗干扰性，以适用于现场分析和水质的连续自动监测。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种双层膜固态磷酸根离子选择电极，能够现场实时进行水质检测的磷酸根离子选择电极、同时延长磷酸根离子选择电极的使用寿命、使其具有更好的稳定性和抗干扰性。

本发明的另一目的是提供所述双层膜固态磷酸根离子选择电极的制备方法。

技术方案：本发明提供一种采用板坯二冷区电磁搅拌生产耐磨钢的方法，由铜棒、导电单元、传感敏感单元、阳离子屏蔽单元和一个起保护作用的电极管腔体组成，铜棒与导电单元连接后嵌入电极管腔体内，导电单元外侧面依次设有传感敏感单元和阳离子屏蔽单元，导电单元为玻碳，传感敏感单元为掺杂钴的聚吡咯薄膜，阳离子屏蔽单元为阴离子选择性膜。

进一步地，所述中间层厚度为0.1～1mm，阴离子选择性膜厚度为0.2～1.5mm。

所述的双层膜固态磷酸根离子选择电极的制备方法，包括如下步骤：

(1)将玻碳嵌入到电极管腔体中并与铜棒连通构成玻碳电极，然后对玻碳电极中玻碳外表面进行预处理；

(2)采用三电极体系制备掺杂钴的聚吡咯薄膜，以(1)处理后的玻碳电极为工作电极，以铂电极为辅助电极，以Ag/AgCl/3M KCl电极为参比电极，所采用电解质溶液为用乙腈配制的吡咯单体、四丁基氟硼酸铵、去离子水、硝酸钴混合溶液，通电前先向溶液中通入氩气20～30min，然后将电解质溶液放置在三电极系统的电解槽中采用多电位阶跃法，即可在玻碳电极表面生成掺杂钴的聚吡咯薄膜；

(3)制备阴离子选择性膜溶液，将三十二烷基甲基氯化铵，聚氯乙烯，邻苯二甲酸二正辛酯溶于四氢呋喃中，超声震荡即可得到阴离子选择性膜溶液；

(4)将步骤(3)所制得的阴离子选择性膜溶液缓慢滴涂在步骤(2)所制得的电极表面，通风干燥后将电极放置于在0.01～0.15mol/L的磷酸二氢钠溶液中活化20～32h，即可制得双层膜固态磷酸根离子选择电极。