[发明专利]同步检测汞、铜、铅、镉离子含量的电化学传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学传感器领域，尤其是一种快速同步检测汞、铜、铅、镉离子含量的电化学传感器的制备方法。

背景技术

随着工业的高速的发展，重金属污染对人类社会、生存环境带来了不可忽视的危害和负面影响。其中铅、镉、汞、铜等离子对环境污染以及对人类健康的危害尤为严重。铅、镉、铜、汞等重金属均为有毒金属，而且可在人体内产生蓄积，如铅离子可引发贫血症、神经机能失调和肾损伤；镉离子可引起泌尿系统的功能变化；铜离子浓度过高可使血红蛋白变性，造成呼吸、肝脏、神经系统损伤，Wilson氏症等; 金属汞可破坏细胞代谢，肝脏解毒功能，使肾衰竭, 在脑组织中蓄积更是危害严重。为了人类的健康发展，有一个更好的生存环境，对于这些金属离子含量的监测必须受到高度的重视。如何快速准确且定性定量地检测出环境中含有的各种有害重金属离子就成了目前亟待解决的一个主要问题。目前，重金属离子浓度检测领域主要使用的检测方法有气相色谱法、高效液相色谱法以及分光光度法等。这些方法虽然具有分离效率高、选择性好、应用范围广等优点，但是具有耗时耗力、操作繁琐、分析及日常维护成本高等不可克服的缺点。

近年来，电化学检测技术由于其操作简单、耗时短、检测限低等优点而备受青睐。因其可以进行实现连续、快速、现场、在线活体检测与分析，并且还具有便携性、简便性、灵敏性、高效性、低成本等优点已广泛应用于环境监测与控制、生物制药与临床医学、食品安全与生物发酵等相关及类似领域。电化学传感器可实现经济、实用、高效、灵敏、精确、快速、简便的检测与分析。目前已经有关于重金属离子的电化学检测的研究。Lian Zhu等（Lian Zhu, Lili Xu, Baozhen Huang, Ningming Jia, Liang Tan and Shouzhuo Yao，Electrochimica Acta 115 (2014) 471-477）报道了纳米金-石墨烯复合材料修饰铋膜电极对镉离子和铅离子的检测，线性范围为0.50 g L^-1- 40 g L^-1; Herry Gunadi Sudibya等（Herry Gunadi Sudibya, Qiyuan He, Hua Zhang and Peng Chen，American Chemical Society, 5 (2011) 1990-1994）利用还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide, RGO)进行蛋白质功能化制备场效应晶体管传感器应用于钙、镁、汞和镉离子的检测；Xuezhong Gong等（Xuezhong Gong, Yunlong Bi, Yihua Zhao, Guozhen Liu and Wey Yang Teoh，RSC Adv., 4 (2014) 24653-24657）利用功能化GO对铅、汞和铜三种离子进行检测。然而，一步电化学还原制备NG修饰GCE对金属离子的检测尚未报道，并且目前重金属离子电化学检测方法的检测范围、灵敏度、选择性、稳定性也有待进一步改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、实用、高效、灵敏、精确、价廉的快速选择性同步检测汞、铜、铅、镉离子含量的电化学传感器的制备方法。

本发明同步检测汞、铜、铅、镉离子含量的电化学传感器的制备方法，将玻碳电极（GCE）浸泡在NH₄Cl-NH₃缓冲液配制的氧化石墨烯(GO)溶液中，用电流时间曲线法进行电化学沉积，沉积电位-1.3V、沉积时间400 s，得到氮掺杂石墨烯(NG)修饰电极。

本发明的同步检测汞、铜、铅、镉离子含量的电化学传感器的制备方法，其制备成本低廉、工艺简单、操作简易，使用本方法制备的电化学传感器不仅能够成功用于四种重金属离子的同时检测，而且还具有灵敏度高（检测下限: Hg²⁺为0.1 μmol/L，Cu²⁺ 为0.007 µmol/L, Pb²⁺ 和Cd²⁺均为0.008 µmol/L）、选择性好(Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Al³⁺, Zn²⁺, Li⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Ni²⁺等离子均无响应)、稳定性好等特点，所制备的氮掺杂石墨烯电极可用于环境中四种金属离子含量的同时测定。

附图说明