[发明专利]采用化学腐蚀的方法制备亚硝酸盐传感器电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器制备技术领域。特别涉及一种采用化学腐蚀的方法制 备亚硝酸盐传感器电极的方法。

背景技术

亚硝酸盐普遍存在于食物、环境和生物体内，在食品加工中也被广泛用来作 为防腐剂添加进食品。然而，高于一定浓度的亚硝酸盐进入人体后会对人体产生 一系列危害，一方面大剂量的亚硝酸盐进入体内后会使血中低铁血红蛋白氧化成 高铁血红蛋白，失去运氧的功能，导致组织缺氧；另一方面部分亚硝酸盐在特定条 件下，能转化为致癌物质亚硝胺.所以食物中亚硝酸盐的含量一直是国家重点检 测的一个指标。目前亚硝酸盐含量的测定方法主要有连续流动分析法、分光光度 法、萤光法、色谱法、电化学测定等，相比而言，电化学测定亚硝酸盐的含量有 灵敏度高、快速、仪器设备简单等优点。

铂、金等贵金属具有很高的活性和和稳定性，已被制成电极广泛应用到催化 领域，但是由于其价格太贵，人们正在试图研究寻找过渡金属氧化物作为催化剂 来代替这些贵金属材料。氧化亚铜(Cu₂O)是p型半导体材料，用途广泛电子、催化 和防腐等领域。由于量子尺寸效应，纳米级氧化亚铜具有特殊的光学，电学及光 电化学性质，在太阳能电池，传感器，超导体等方面有着潜在的应用。因此研究有关 纳米氧化亚铜的研究就成为当前的热点之一。

目前关于亚硝酸盐传感器的制备已有报导，2007年Electroanalysis刊登了牛 津大学Richard G.Compton用铜的氧化物修饰碳粉做成电极研究了它对亚硝酸盐的 检测能力，继而又刊登了Richard G.Compton的另一篇关于亚硝酸盐传感器的文章， 主要采用的是二氧化锰修饰碳粉作为检测电极。同年Journal of Electroanalytical Chemistry发表了Katsuaki Shimazu采用Sn/Pd修饰金电极做为亚硝酸盐传感器。这 些制备方法都是想试图改善电极的表面积，提高检测能力，然而制备过程复杂， 且催化剂复合膜都是人为加上的，电极结构和性能的稳定性都难以保证，成本高 且不适合批量生产。目前世界上还从未有过采用大气腐蚀的方法制备亚硝酸盐传 感电极的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术存在的制备过程复杂、电极结构和性能不够稳定、成本高 的不足，本发明提供了一种采用化学腐蚀的方法制备亚硝酸盐传感器电极的方 法，具有制备简单，结构和性能稳定，成本低，且适于批量生产的优点。

本发明的技术方案为，采用化学腐蚀的方法制备亚硝酸盐传感器电极。将金 属电极暴露在含有污染气体的环境中，一定时间后去掉外层腐蚀产物即得所要传 感器的方法。

本发明的制备方法包括如下具体步骤：一种采用化学腐蚀的方法制备亚硝酸 盐传感器电极的方法，将经过预处理的洁净铜电极暴露在含有浓度均大于2mg/m³的NO₂和Cl^-或SO₂和Cl^-气体的环境中，两天至四周时间后，待电极表面出现绿色 或蓝绿色腐蚀产物后取出电极，去掉外层腐蚀产物即得所要的亚硝酸盐传感器电 极。所述洁净铜电极的预处理方法为：用360#-1000#的砂纸逐级打磨铜电极至光 亮，蒸馏水清洗，丙酮除油后吹干。所述气体的环境中含有的NO₂和Cl^-或SO₂和Cl^-的浓度为3mg/m³-10mg/m³。所述的暴露在气体环境中的时间为两周至四周。

有益效果：1.用本方法制备得到的亚硝酸盐传感器电极，由于催化剂纳米级 氧化亚铜颗粒为直接生长在铜电极之上的，所以制备得到的电极结构和性能稳 定。

2.用本方法制备的电极表面是由氧化亚铜小颗粒组装而成，氧化亚铜小颗粒 呈球状、直径在500nm左右、比表面积大，所以具有良好的催化效果。

3.本发明的方法制备亚硝酸盐传感器电极，工艺简单，成本低，适用于批量 生产。

附图说明

图1为本发明实施例所得到的亚硝酸盐传感器电极表面成分的拉曼光谱图。

图2为本发明实施例所得到的亚硝酸盐传感器电极表面的扫描电镜照片，a 为放大下的电镜照片，b为没有放大的。