[发明专利]一种膜电极、其制备方法以及使用它的传感器、电化学工作站及其应用

说明书

本发明提供了一种膜电极、其制备方法以及使用它的传感器、电化学工作站及其应用，所述膜电极包括电极和电极表面的修饰膜，所述修饰膜为壳聚糖和茜素红S的混合物；通过在电极表面沉积壳聚糖和茜素红S的修饰膜，使得到的膜电极具有较高的灵敏度、传感效果以及对电流的变化具有较高的响应性；膜电极的制备方法简单、原料易得、价格低廉、易于实现，可适用于工业大规模生产应用；包含膜电极的传感器具有检测灵敏度高以及准确性好的优点；包含传感器的电化学工作站能够实现对铝离子的定性定量检测，具有较高的灵敏度，相对标准偏差较小，准确率较高等优点。

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及一种膜电极、其制备方法以及使用它的传感器、电化学工作站及其应用。

背景技术

铝是一种人体非必需的金属元素，其可以通过食物被摄入在人体内蓄积。浓度较大的铝对人体各个组织器官、神经系统以及骨骼均有比较大的危害。食品制作过程中铝的来源主要有两个方面：一、传统的油条或面食制作中所用的膨松剂，如铵明矾(硫酸铝铵)和钾明矾(硫酸铝钾)等；二、水产品(如海蜇)脱水处理时所用的脱水剂，如钾明矾(硫酸铝钾)。尽管对食品中铝的限量要求不是很严，但不法商贩对含铝试剂的使用往往会过量，从而使得食品中所含的铝浓度超标，导致食品安全问题。因此，这些食品中铝含量的检测是非常必要的。

国内外目前针对食品中铝元素的分析方法较多,比如分光光度法、电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法等。以上方法检测结果精确，但都需要足够量样品，导致样品消解所需的时间较长，试剂消耗量也较高，不适合快速检测的需求。另一方面，尽管简单比色法可以用于铝的快速检测，但只能进行定性分析，难以用于快速确定铝的含量。

CN103424456A公开了一种安培型三电极电化学传感器，以用来检测在气体中的毒性气体氨或胺类；该发明提供一种三电极电化学传感器，包括一个工作电极、一个参比电极和一个对电极，三个电极都和液相电解液相接触并通过电解液形成离子导通，所述工作电极由一个多孔的电子导体层组成，所述电子导体层中含有活性物质，所述活性物质选自锰化合物、钴化合物或铬化合物中的一种或多种的组合；该发明所述的传感器具有较高的活性以及使用寿命，但是未提及能够用于铝离子的检测。

CN108982638A公开了一种快速测定水中微量铝的方法，涉及元素检测技术领域；一种快速测定水中微量铝的方法，其包括：采用电化学法对Al³⁺浓度进行检测，其中，工作电极为碳糊电极，缓冲溶液包括磷酸、乙酸和硼酸中的至少一种；并且以铬黑T为测定的电化学探针；该方法灵敏度高，受干扰程度小，但是未提及其准确性。

CN104020123A公开了一种海蜇中铝的氧化亚氮-乙炔火焰原子吸收检测方法，含以下步骤：(1)选取待测海蜇样品，采用消解液消解制得待测海蜇样品溶液；(2)制备铝元素标准品溶液；(3)采用具有氧化亚氮-乙炔燃烧头的火焰原子吸收仪对步骤(1)中的待测海蜇样品溶液及步骤(2)中的铝元素标准品溶液进行分析，以铝元素标准溶液制作标准曲线，对待测海蜇样品溶液中的铝元素进行定量，获得待测海蜇样品溶液中的铝元素的含量；该方法可以对海蜇中高含量的铝元素进行检测，误差小，准确度高，但是需要使用到昂贵的仪器，需要的成本较高。

因此，开发一种灵敏度高、准确性好、成本低、准确度高，且可快速检测食品中铝离子的电化学工作站非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜电极、其制备方法以及使用它的传感器、电化学工作站及其应用，所述膜电极具有较好的灵敏度和传感效果，对电流的变化具有较好的响应性；膜电极的制备方法简单、原料易得、价格低廉，易于实现，便于工业大规模应用；包含膜电极的传感器具有检测灵敏度高和准确性强的优点；电化学工作站通过将电信号转化为化学信号，可用于检测食品中铝离子的浓度。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种膜电极，所述膜电极包括电极和沉积在电极表面的修饰膜，所述修饰膜为壳聚糖和茜素红S的混合物。