[发明专利]类石墨相氮化碳纳米材料作为电化学修饰电极材料在检测甲基汞中的应用

说明书

本发明公开了类石墨相氮化碳纳米材料作为电化学修饰电极材料在检测甲基汞中的应用，在应用时检测方法包括将待用的纳米复合材料置于去离子水中形成悬浮液，并将电极的外表面涂满、风干，得到电化学修饰电极，将所述电化学修饰电极作为电化学工作站的三电极体系中的工作电极，在所述三电极体系的通电状态下检测待测液中甲基汞离子的浓度。本发明能提供分散性和高表面积，调节电子带隙、提高离子电导率，改善现有电化学检测技术对甲基汞离子检测具有的灵敏度低，检测限高的缺陷，其检测限远低于WHO所规定的标准值。

技术领域

本发明涉及电化学分析检测领域，尤其涉及一种检测甲基汞离子浓度的电 化学检测方法、类石墨相氮化碳纳米材料作为电化学修饰电极材料用于检测甲 基汞的应用、类石墨相氮化碳掺硫元素纳米复合材料作为电化学修饰电极材料 用于检测甲基汞的应用、一种类石墨相氮化碳纳米材料的制备方法、及一种类 石墨相氮化碳掺硫元素纳米复合材料的制备方法。

背景技术

随着人口的增加，城镇化和工业化的快速推进，工业“三废”的排放、城市 生活污水、农药和化肥的过度使用，使得大量重金属污染物进入水环境中，造 成水体污染，严重威胁了生态系统和人体健康安全。汞因其在环境和生物圈中 的累积性和持久性而被广泛认为是最危险的环境污染物之一和高度危险的元素。 虽然主要形式的无机汞(Hg2+)毒性很高，但目前汞单质引起的食物中毒未见报 道。而甲基化形式的汞(甲基汞)更危险，对人体的危害最强，因为它们在脂 质中的高溶解度导致它们可以通过食物链浓缩，且由于甲基汞分子质量小、脂 溶性强等特点，极易通过血脑屏障，因此表现出很强的神经毒性。相较于传统 重金属检测方法，电化学方法克服了检测仪器昂贵、检测步骤繁琐、占地面积 大等不足，电化学方法需要的便携式仪器也相对便宜、携带方便且简单操作， 并对分析物具有快速响应。

类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是一种具有独特能带结构，优异稳定性和良好 生物相容性的纳米材料，可为生物小分子的电化学检测提供灵敏的传感平台。 很多人将其修饰在电极上作为检测重金属的材料，但由于其量子效率低限制了 其大规模的实际使用。本工作制备出将类石墨相氮化碳掺入硫元素的类石墨相 氮化碳纳米复合材料，作为电化学修饰电极材料，检测水环境中的甲基汞离子， 用以克服现有的电化学检测技术对甲基汞离子分析检测具有的灵敏度低，检测 限高、稳定性差、不能大规模使用等缺点。

发明内容

为了克服现有的电化学检测技术对甲基汞离子分析检测具有的灵敏度低、 检测限高、稳定性差的缺点，本发明提供一种检测甲基汞离子浓度的电化学检 测方法、类石墨相氮化碳纳米材料作为电化学修饰电极材料在检测甲基汞中的 应用、类石墨相氮化碳掺硫元素纳米复合材料作为电化学修饰电极材料在检测 甲基汞中的应用、一种类石墨相氮化碳纳米材料的制备方法、及一种类石墨相 氮化碳掺硫元素纳米复合材料的制备方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种检测甲基汞离子浓度的电化学检测方 法，其包括以下步骤：

提供待用纳米复合材料，所述待用纳米复合材料为类石墨相氮化碳纳米材 料或掺硫元素后的类石墨相氮化碳纳米复合材料；

将所述待用纳米复合材料以1mg:2ml置于去离子水中，得到所述待用纳米 复合材料的悬浮液；

将电极的外表面涂满所述悬浮液后，风干得到电化学修饰电极；

将所述电化学修饰电极作为电化学工作站的三电极体系中的工作电极，在 所述三电极体系的通电状态下检测待测液中甲基汞离子的浓度。

作为上述方案的改进，所述电化学工作站在检测时：

首先，令待测液中甲基汞离子的浓度为C₀，则电化学工作站获得与C₀相 对应的电流值I₀；