[发明专利]一种氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极及应用

说明书

技术领域

本发明涉及电化学分析领域，具体涉及一种复合碳糊电极的制备及用于电化学方法检测三价砷。

背景技术

电分析化学是测量某一种化学体系或试样的电响应信号为基础建立起来的一类分析方法，具有准确度高、选择性好、操作简单、可在线检测目标物等优点。电分析化学过去采用滴汞电极为工作电极，具有较高的灵敏度、易于获得新的界面、电势范围宽等特点，但也存在一些问题，如有毒、易挥发等缺点。近年来逐渐采用玻碳电极、金电极、铂电极等作为工作电极，这些电极在使用过程中电极表面易污染，出现钝化现象，从而造成检测结果的重现性变差。1958年Adams报道了一种由石墨粉和非电活性材料所组成的碳糊，通过挤压进入玻碳管内，外接铜线而制成新型电极，这就是最早的碳糊电极。这种电极具有污染小、制备方便、易于更新界面等特点，但单纯的碳糊电极响应具有较大的局限性，通过添加修饰物，使碳糊电极具有一定的特定功能，即化学修饰碳糊电极，可以大大提高碳糊电极的电催化性能。

氧化亚铜是一种相对无毒的p-型半导体，其禁带宽度为2.1eV，具有良好的催化性能，价格低廉，具有广泛的应用，如作为杀菌剂用于制备船底防污漆、陶瓷或红色玻璃中的染色剂，在工业方面作为优良的催化剂等。另外，氧化亚铜良好的电子传导性，使其在传感器方面的应用受到越来越多的关注。

水中的砷污染是一个全球关注的问题。造成砷污染的原因主要是含砷农药和药剂的使用，如除草剂和木材防腐剂等。另外，在含砷矿物开采过程中，由于渗沥使砷进入地表和地下水源，进而造成饮用水源的砷污染。砷是一种高毒性的强致癌物，较低浓度的砷就足以对人体的健康产生重大威胁，已被美国疾病控制中心和国际防癌机构确定为第I类致癌物。世界卫生组织的饮用水砷标准是10μg/L，随着砷检测技术的发展，该标准还有进一步降低的趋势。我国的GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》也对饮用水中的砷给出了明确的限值，为10μg/L，因此对于砷的痕量检测引起世界各国的广泛重视。面对世界范围内不断发现的新的砷污染区及越来越严格的饮用水标准，亟需新型、制备简便、结果准确、性能可靠的水中砷浓度的日常在线监测仪器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型、制备简便、结果准确、性能可靠的水中砷浓度的日常在线监测仪器。

本发明的技术方案：一种氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极的制备方法，采用氧化亚铜、石墨粉、离子液体和粘合剂，通过研磨法制得氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极，具体步骤为：

将离子液体：粘合剂：氧化亚铜：石墨粉按质量比为1：1～2:1～10:10～20均匀混合，在玛瑙研钵中研磨30～60min，得氧化亚铜/离子液体/复合碳糊；然后将氧化亚铜/离子液体/复合碳糊装入连有铜线的碳糊电极管壳内，压实，即得氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极；

进一步的方案为：所述的离子液体优选为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；

进一步的方案为：所述的粘合剂优选为石蜡油；

按照上述方法制备的氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极的应用，其特征在于采用循环伏安法检测三价砷，其工作电极为氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极，参比电极为饱和甘汞电极，对电极为铂片，组成三电极体系，在0.01～0.5mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH3～10）中检测三价砷；扫描速率为0.05～0.2V/s，电位范围为-0.8～0.8V；

其进一步的方案为：所述的氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极的应用，其特征在于，所述循环伏安法检测三价砷的检测信号峰在-0.4V，相应的标准工作曲线为：I(10^-2mA)=17.937+0.958lgC(mol/L)，线性范围为：1.0×10^-4～1.0×10^-12mol/L，相关系数R²=0.9919，扫描速率为0.1V/s，测量介质为0.1mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH6）。

本发明的有益效果为：本发明的氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极，制备方法简单、无毒、易于更新电极表面；另外，具有优良导电性和协同催化作用的离子液体和氧化亚铜复合物对碳糊电极的修饰，利于电子在界面间的传递，对三价砷的氧化起到优良的催化作用，因此本发明的氧化亚铜/离子液体/复合碳糊电极用于三价砷的循环伏安法检测，具有制备简便、结果准确、性能可靠、可在线监测水中砷的浓度、线性范围宽等优势。

附图说明