[发明专利]一种高灵敏检测亚硝酸盐的电化学传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明属电化学电极材料制备技术领域，提供一种高灵敏检测亚硝酸盐的电化学传感器及其制备方法和应用，该电化学传感器为基于金/铜@镍‑金属有机框架Au/Cu@Ni‑MOFs的复合材料，用其修饰玻碳电极表面制备而成。电极修饰过程更加简便，具有高的灵敏度和选择性，良好的稳定性和重现性。水热法制备铜@镍‑金属有机框架（Au/Cu@Ni‑MOFs），制备金/铜@镍‑金属有机框架（Au/Cu@Ni‑MOFs）；制备电极。提高了电极的灵敏度且使电极修饰过程更简单。电化学传感器用于构建高灵敏检测湖水，河水和海水中亚硝酸盐的传感体系，显著提高电极的选择性。

技术领域

本发明属于电化学电极材料制备技术领域，具体涉及一种高灵敏检测亚硝酸盐的电化学传感器及其制备方法和应用，该电化学传感器基于金/铜@镍-金属有机框架（Au/Cu@Ni-MOFs）的电化学传感器，该传感器用于检测湖水，河水和海水中的亚硝酸盐。

背景技术

亚硝酸盐（NO₂^-）是一种存在于水，土壤和生物体中的无机化合物，通常在农业和工业中用作防腐剂和添加剂。由于其广泛的使用功能，亚硝酸盐已经进入生态系统。亚硝酸盐，对环境造成污染，对人类造成巨大的健康风险，引起了人们的极大关注。根据世界卫生组织的数据，饮用水中亚硝酸盐的最大含量为50 mg/L。因此，水样中亚硝酸盐的定量分析具有重要意义，特别是水质监测。

目前，已经报道了许多开发的技术，包括液相色谱，荧光，光学比色法，气相色谱和电化学，用于测定亚硝酸盐。然而，它们大多数都存在消耗大量有机试剂、设备昂贵、程序费时等缺点。电化学方法由于其低成本，易于小型化，高灵敏度和高精确的亚硝酸盐测定而被广泛接受。近年来，多种纳米复合材料被用于检测亚硝酸盐，如对甲氧基锌卟啉-C60衍生物，MnO₂纳米颗粒，钯纳米团簇掺杂纳米多孔氧化钴（Pt/CoO）和壳聚糖保护的四磺化铜酞菁（Chit-TsCuPc）。虽然这些纳米材料表现出良好的性能，但大多数都需要复杂的制备工艺。因此，确定亚硝酸盐的易处理方法的发展对人类健康和环境具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种高灵敏检测亚硝酸盐的电化学传感器及其制备方法和应用，该电化学传感器是基于金/铜@镍-金属有机框架（Au/Cu@Ni-MOFs）复合材料，并用其修饰玻碳电极表面制备而成，具有高的灵敏度和选择性，电极修饰过程更加简便，且具有良好的稳定性和重现性。

本发明由如下技术方案实现的：一种高灵敏检测亚硝酸盐的电化学传感器，该电化学传感器为基于金/铜@镍-金属有机框架Au/Cu@Ni-MOFs的复合材料，用其修饰玻碳电极表面制备而成。

所述电化学传感器的具体制备方法为：

（1）水热法制备铜@镍-金属有机框架Cu@Ni-MOFs：3.0g Ni（NO₃）₂·6H₂O溶解在30mL DMF中,1.5 g NH₂-H₂BDC溶解在30 mL DMF，二者混合搅拌15min；加入3.0 mg Cu（NO₃）₂·3H₂O连续搅拌15 min；得到的混合物密封在Teflon衬里的高压釜中并在180℃～200℃下加热16 h～24 h；随后高压釜冷却至室温，收集固体并用乙醇和超纯水依次洗涤至中性；所得固体在60℃下干燥过夜，得到细紫色Cu@Ni-MOFs粉末，将产物在Ar环境、350℃下煅烧3 h，收集产物Cu@Ni-MOFs；

（2）铜@镍-金属有机框架Cu@Ni-MOFs修饰电极的制备：在水中加入1.0～2.0 mg/mL铜@镍-金属有机框架Cu@Ni-MOFs，40 KHz超声10～30min使其形成分散液；将分散液滴涂到玻碳电极上，滴涂量为6.0μL～10.0μL；在红外灯下干燥5 min～30 min，用二次水冲洗除去松散吸附的复合材料，得到铜@镍-金属有机框架Cu@Ni-MOFs修饰电极Cu@Ni-MOFs/GCE；