[发明专利]过氧化PEDOT/GO修饰电极及其对农药吡虫啉的电化学检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学分析检测技术领域，具体涉及一种过氧化PEDOT/GO修饰玻碳电极以及在检测农药吡虫啉的应用。

背景技术

石墨烯作为优良的纳米材料，其良好的导电性能和宏观隧道性能使其成为有效的电子介体。同时它具有极大的比表面积(可达2630 m² g^-1)和良好的机械性能，广泛应用于电化学传感器领域，但其缺乏活性基团限制了其应用。而氧化石墨烯(GO)在保持了石墨烯片层结构和机械性能的同时引入了大量含氧基团，使其更容易修饰。聚3,4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）是一种性能优良的导电聚合物，单体特殊的结构使PEDOT具有很多特性，主要包括以下几方面。(1)噻吩基的3，4位取代能阻止单体聚合时的交联，使PEDOT更易形成线性共轭结构。(2)2个与噻吩基联接的氧能与S原子形成很弱的O-S键，这种键促进了PEDOT分子的平面化和离域π电子平均化，使分子能隙减小，这些特性使PEDOT具有优良的导电性。(3)氧的强供电性使聚合电压大幅下降且PEDOT氧化态极其稳定。因此PEDOT在传感领域的有着广阔的应用前景。导电聚合物的过氧化则是一种对导电聚合物进行改性的重要方法，Ko?ak等人使用过氧化聚对氨基酚实现了抗坏血酸、肾上腺素、尿酸的同步检测（Journal of Electroanalytical Chemistry, 2013, 694: 94)。

吡虫啉是一种烟碱类杀虫剂，具有低毒、高效、有效期长且不易产生抗药性的特点，在全球范围内广泛应用于防治危害水稻、小麦、果树、蔬菜的飞虱、叶蝉、蚜虫等刺吸式口器害虫，因此发展吡虫啉的快速检测方法具有重要的意义。而其中电化学方法具有检测速度快、灵敏度高，容易实现仪器的小型化等特点，具有广阔的发展前景。Navalón等人使用差分脉冲极谱法实现吡虫啉的电化学快速检测（Microchimica Acta, 1999, 130: 261），但是该方法使用的滴汞电极具有价格高、易产生环境污染的缺点。Kumaravel等人制备了一种基于纳米二氧化钛、纳米银、Nafion复合材料的修饰电极（Sensors and Actuators B: Chemical, 2011, 158: 319），实现了对吡虫啉的电化学检测，但是该方法电极制备过程较为复杂，造价也较高，不适于推广应用。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种简便快速的制备过氧化PEDOT和GO的纳米复合材料修饰电极的方法，并应用于直接电化学检测农药吡虫啉。

实现本发明的技术方案是：

    一种过氧化PEDOT/GO修饰电极，所述的修饰电极由玻碳电极作为基底，导电聚合物PEDOT与GO组成，制备方法如下：

（1）将玻碳电极分别在0.1和0.03μm的氧化铝上研磨至光滑，用水和丙酮冲洗干净，备用；

（2）将GO溶于乙醇和水的混合溶剂中，搅拌再下加入EDOT，超声后形成深棕色分散均匀的混合溶液，溶液加入电解池装置，通氮气除氧；

（3）电化学聚合方法选用循环伏安法，使用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极，玻碳电极为工作电极，调节低电位为-0.2~0.2V，高电位为1.0~1.2V，扫描速度为50~200mV s^-1，扫描3~20圈，得到的修饰电极使用乙醇和水反复冲洗，并用氮气吹干，制得PEDOT/GO修饰电极；

（4）将（3）得到的PEDOT/GO修饰电极放置于pH值3~8的缓冲液中浸泡，通氮气除氧，在1.6~2.0V的电位下，使用恒电位法对修饰电极材料中的PEDOT进行过氧化处理，得到过氧化PEDOT/GO修饰电极。

    其中，步骤（2）中乙醇和水的体积比为1:1，混合溶液中GO的浓度为0.5~2 mg ml^-1，EDOT的浓度为0.002~0.01M。

    步骤（3）中超声30-60分钟，通氮气5~20分钟。

    步骤（4）中缓冲液选用柠檬酸/磷酸氢二钠体系。步骤（4）通氮气5~20分钟，过氧化处理30~60s。

    上述修饰电极对农药吡虫啉的检测方法，所述方法包括下列步骤：

将过氧化PEDOT/GO修饰电极放置于pH值3~7的缓冲溶液中，通氮气5~20分钟，加入一定量的吡虫啉，使用循环伏安法或差分脉冲伏安法，检测电极对农药吡虫啉的电化学响应。