[发明专利]用钛酸镍镧/铁酸钴修饰玻碳电极测定过氧化氢的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种利用无机钙钛矿钛酸镍镧负载铁酸钴修饰玻碳电极作为过氧化氢电化学传感器快速测定过氧化氢溶液的方法，属电化学分析检测技术领域。

背景技术

    钙钛矿型复合氧化物因具有天然钙钛石(CaTi0₃)晶体结构而得名，常以通式ABO₃表示，理想的钙钛矿型氧化物(ABO₃)为立方结构。在ABO₃型钙钛矿结构中，A²⁺和O^2–共同构成近似立方密堆积，每个A²⁺有l2个氧配位，0^2–同时属于8个BO₆八面体，每个0^2–有6个阳离子(4个A和2个B)连接，B²⁺有6个氧配位，占据着0^2–形成的全部氧八面体空隙。钙钛矿型复合氧化物ABO₃是一种具有独特物理性质和化学性质的新型无机非金属材料，A位一般是稀土或碱土元素离子，B位为过渡元素离子，A位和B位皆可被半径相近的其他金属离子部分取代而保持其晶体结构基本不变，因此在理论上它是研究催化剂表面及催化性能的理想样品。由于这类化合物具有稳定的晶体结构、独特的电磁性能作为一种新型的功能材料，在环境保护和工业催化等领域具有很大的开发潜力。钙钛矿钛酸镍镧负载铁酸钴即是其中一种特定组成的无机钙钛矿材料，因此具有一般钙钛矿所具有的催化、导电等特点，将其修饰在电极表面有很好的电化学催化性能，可直接用于过氧化氢电化学传感器的制作。

    过氧化氢是一种强氧化剂，适用于伤口消毒及环境、食品消毒。到目前为止，测定过氧化氢的方法主要有分光光度法、滴定法和电化学方法等。电化学方法由于其分析速度快，成本低，且灵敏度高等优点已经受到普遍关注。

发明内容

    本发明的目的是提供一种无机钙钛矿钛酸镍镧负载铁酸钴修饰玻碳电极的制备方法及其作为过氧化氢电化学传感器，并对过氧化氢进行检测的方法。

    本发明一种用钛酸镍镧/铁酸钴修饰玻碳电极测定过氧化氢的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

    a. 玻碳电极的预处理：首先将玻璃态碳电极即玻碳电极用0.05 mmAl₂O₃抛光粉和抛光绒布对所述玻碳电极进行抛光，抛光至镜面，然后依次用蒸馏水、稀硝酸溶液、无水乙醇及二次蒸馏水超声清洗干净，待用；

    b. 钛酸镍镧/铁酸钴修饰玻碳电极的制备：首先用二次蒸馏水配置一定浓度的钛酸镍镧/铁酸钴悬浊液，两者之比为20：1，最适宜的浓度为0.5 ～ 2.5 mg/mL，在室温下超声振荡24小时；在处理好的玻碳电极表面上滴加上述钛酸镍镧/铁酸钴悬浊液5 mL；然后放置于红外灯下烤干，约15分钟；烤干后在室温下放置半个小时，随后用二次蒸馏水淋洗掉残余物，然后在0.1 M的氢氧化钠溶液中，在–1～1 V的电位窗口中用循环伏安法扫描至稳定，然后用二次蒸馏水淋洗干净，最终制得钛酸镍镧/铁酸钴修饰玻碳电极；

    c. 钛酸镍镧/铁酸钴修饰玻碳电极作为过氧化氢电化学传感器检测过氧化氢浓度：所述修饰玻碳电极可直接用于过氧化氢的电化学测定；其测定方法如下：将所述的钛酸镍镧/铁酸钴修饰玻碳电极作为工作电极、饱和甘汞电极作为参比电极、铂片电极作为辅助电极，组成三电极系统；测定过氧化氢时将三电极系统置于10 mL 的0.1 M NaOH溶液中，从–1 V 到1 V 的电位范围内循环伏安法扫描20段以活化电极；然后在工作电极上施加一定的阳极电位，记录下电流—时间曲线，当背景电流达到稳态后，用微量进样器向0.1 M NaOH溶液中加过氧化氢标准溶液；在不同过氧化氢溶液浓度下测得传感器对过氧化氢的电流响应值，并在浓度0.1μM～8.2mM范围内，得到电流与过氧化氢浓度的线性关系曲线，其线性相关系数r = 0.997，利用标准曲线法对过氧化氢进行分析检测。

    本发明的优点和特点如下所述：

    本发明利用了钙钛矿的电催化作用，在不用酶的条件下对过氧化氢的氧化产生了电化学催化作用，不仅避免了酶存在条件下失活不稳定的缺点，而且该修饰电极大大提高了分析检测过氧化氢浓度的灵敏度。