[发明专利]基于阳极光诱导的光燃料电池传感器及污染物分析方法

权利要求书

1.一种基于阳极光诱导的光燃料电池自供能传感器，其特征在于，该传感器包括光阳极、阴极、光阳极燃料及阴极燃料，所述的光阳极为Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂电极，所述的阴极为GCE/G/MIP电极，所述的光阳极燃料为葡萄糖，所述的阴极燃料为K₃[Fe(CN)₆]；

所述的Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂电极是将Ni(OH)₂修饰在直立有序的Ti-Fe-O NTs纳米管电极上；所述的GCE/G/MIP电极是以石墨烯修饰的玻碳电极为基底，并在基底上引入具有待测环境污染物原位分子印迹位点的聚邻苯二胺膜。

2.一种如权利要求1所述的基于阳极光诱导的光燃料电池自供能传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)分别制备Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂电极及GCE/G/MIP电极；

2)组装形成光燃料电池自供能传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于阳极光诱导的光燃料电池自供能传感器的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂电极的制备过程包括以下步骤：

1-1a)Ti-Fe-O NTs纳米管基底电极的制备：先对Ti-Fe合金板进行打磨处理，之后将Ti-Fe合金板进行一步阳极氧化、高温煅烧；

1-2a)Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂电极的制备：以含有十二烷基硫酸钠的Ni(NO₃)₂溶液作为电解液，以Ti-Fe-O NTs纳米管基底电极为工作电极，以饱和甘汞电极、铂片电极分别作为参比电极、对电极，进行电化学沉积，即得到所述的Ti-Fe-O NTs/Ni(OH)₂电极。

4.根据权利要求3所述的一种基于阳极光诱导的光燃料电池自供能传感器的制备方法，其特征在于，步骤1-1a)中，

打磨处理过程为：先将Ti-Fe合金板打磨至表面光滑，之后进行超声清洗并干燥；

一步阳极氧化过程为：将打磨处理后的Ti-Fe合金板作为阳极，置于含有NH₄F和H₂O的乙二醇溶液中，以铂片电极作为阴极，在搅拌条件下，采用直流电源施加电压进行阳极氧化，之后取出Ti-Fe合金板并洗涤；

高温煅烧过程为：将阳极氧化后的Ti-Fe合金板置于管式炉中，在高温下进行煅烧，即得到所述的Ti-Fe-O NTs纳米管基底电极。

5.根据权利要求4所述的一种基于阳极光诱导的光燃料自供能电池传感器的制备方法，其特征在于，

步骤1-1a)中，阳极氧化过程中，直流电源的电压为25-35V，阳极氧化时间为2-4h；高温煅烧过程中，温度为450-550℃，时间为2-4h；

步骤1-2a)中，电化学沉积过程中，施加的电位为-1.0V至-0.8V，沉积时间为80-120s。

6.根据权利要求2所述的一种基于阳极光诱导的光燃料电池自供能传感器的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的GCE/G/MIP电极的制备过程包括以下步骤：

1-1b)玻碳电极的预处理：先依次对玻碳电极进行打磨、清洗、干燥，之后进行活化；

1-2b)GCE/G电极的制备：将石墨烯分散液滴加在预处理后的玻碳电极上，待其自然晾干后，再滴加石墨分散液，自然晾干后即得到GCE/G电极；

1-3b)制备含有待测环境污染物分子的聚邻苯二胺膜的印迹电极：以GCE/G电极作为工作电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，以铂丝电极作为对电极，将含有待测环境污染物分子的溶液与邻苯二胺溶液加入至醋酸缓冲溶液中，进行电化学聚合，得到含有待测环境污染物分子的聚邻苯二胺膜的印迹电极；

1-4b)模板分子的去除：将步骤1-3b)中得到的印迹电极置于洗脱液中，在搅拌条件下洗脱去除环境污染物分子，即得到所述的GCE/G/MIP电极。