[发明专利]一种用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极及其制备方法

说明书

一种用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极及其制备方法，属于电化学传感技术领域。本发明首先对不锈钢网进行清洗，然后以钨酸钠、高氯酸和过氧化氢的混合溶液作为沉积液，以不锈钢网为工作电极、铂片为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极，进行电化学沉积；沉积完成后在工作电极表面得到氧化钨，清洗后得到本发明所述的用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极，然后以其为铜离子敏感电极，对水中的铜离子进行了敏感性能测试。本发明通过电化学技术成功地制备出用于电化学检测铜离子的敏感电极，具有直接高效的特点，而且电化学检测能力良好，具有较高的灵敏度，较宽的线性检测范围和较低的检出限，此外还具有稳定性好、重复性好等优点。

技术领域

本发明属于电化学传感技术领域，具体涉及一种用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极及其制备方法。

背景技术

铜离子(Cu²⁺)是人体不可或缺的微量元素，在生物机体的生理过程中起着重要作用，对于人体的生长发育和新陈代谢是有益的。但铜离子是不可生物降解的，能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。过量积累铜离子可引起肾上腺皮质激素过度活跃、过敏、贫血、脱发、关节炎、自闭症、囊性纤维化、糖尿病、出血和肾脏疾病等。因此，实现对水中铜离子快速、痕量、精确、高选择性的实地检测十分重要。

目前针对铜离子检测的多种方法，可分为两种，一种是传统的实验室方法，如原子吸收光谱法、ICP-MS法等，此类方法能够提供较高的检测灵敏度、较好的选择性以及准确的检测结果，但是仪器价格昂贵、体积大、检测时间长、操作复杂；另一种是现场检测快速分析，如比色法和电化学方法，其中比色法价格便宜、检测速度快，但检测灵敏度、选择性以及准确性相对较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极及其制备方法。

本发明通过原位生长法，在不锈钢网集流体上通过电化学沉积法生长了氧化钨，制备了不锈钢网支撑的氧化钨敏感电极，并用于水中铜离子的快速直接电化学检测。该电极具有制备工艺简单、稳定性好、检测能力强、环境友好的优点。

本发明所述的一种用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极的制备方法，其步骤如下：

(1)对不锈钢网进行清洗；

(2)以步骤(1)得到的不锈钢网为工作电极、铂片为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极，进行电化学沉积；沉积液为钨酸钠水溶液、高氯酸水溶液和过氧化氢水溶液的混合；沉积完成后在不锈钢网表面得到氧化钨，清洗后得到本发明所述的用于水中铜离子直接电化学检测的敏感电极(WO₃-SSM)。

(3)利用电化学工作站，以WO₃-SSM为工作电极、铂片(1.0cm×1.0cm)为对电极、饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，以含有一定浓度Cu²⁺的磷酸缓冲盐溶液作为电解液(以下简称Cu²⁺溶液)，采用差分脉冲溶出伏安法(DPASV)，利用步骤(2)得到的敏感电极进行水中的铜离子检测，得到敏感电极在Cu²⁺溶液中的差分脉冲伏安法测试曲线(DPV)以及测试曲线的溶出峰电流强度，并根据Cu²⁺的浓度及相应的溶出峰电流强度绘制标准曲线。

作为优选，步骤(1)中选择的不锈钢为400～1000目；

作为优选，步骤(1)不锈钢网清洗过程中，使用的试剂为甲苯、丙酮、乙醇中的一种或多种；

作为优选，步骤(1)不锈钢网清洗过程中，每种试剂的清洗时间为10～15min，最后以去离子水冲洗从而结束清洗过程；

作为优选，步骤(2)中沉积液中所使用的钨酸钠水溶液浓度为0.04～0.06M，高氯酸水溶液的质量分数为70％～72％，过氧化氢水溶液的的质量分数为30％，三种溶液的体积比为80～120：2～4：1～2。