電化學沉積制備對于有機磷酸酯類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法及應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電化學沉積制備對于有機磷酸酯類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法及應用。所述方法步驟如下：一、以ITO導電玻璃為基底，對其清洗、氧化處理后，放入玻璃瓶中，加入多巴胺溶液使其浸沒ITO導電玻璃，然后置于黑暗條件下反應4～24小時后取出經酒精沖洗后吹干備用；二、以經多巴胺修飾的ITO電極作為工作電極，鉑絲作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，氧氯化鋯和氯化鉀溶液配置的混合溶液為電解液，經循環伏安得納米氧化鋯電極，該電極可用于檢測有機磷酸酯類農藥。該工藝在室溫條件下進行，得到的產物形貌均一、穩定性強；設備簡單，操作方便，容易控制。
【專利說明】 電化學沉積制備對于有機磷酸酯類農藥具有吸附作用的納
米氧化鋯電極的方法及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種制備對于有機磷酸酯類農藥具有選擇性強吸附作用的納米材料電極的方法及應用，具體涉及一種運用電化學沉積制備納米氧化鋯電極的方法及應用。
【背景技術】
[0002]農藥殘留對人類健康構成直接或潛在的危害，如何快速簡便地檢測農藥殘留量已成為當前研究的熱點。有機磷農藥在我國得到廣泛應用，所以對有機磷農藥殘留的檢測顯得猶為重要。有機磷農藥多為磷酸酯類農藥，可以運用電化學方法進行檢測，且與儀器分析法或其它的速測技術相比，電化學檢測法兼具快速、靈敏、廉價、易集成、微型化等優點。但在現有的有機磷農藥電化學檢測方法研究中，所使用的工作電極或制作方法繁瑣、電極不易清洗、或檢測方法的靈敏度不高，這些問題的存在限制了有機磷農藥電化學檢測法在實際中的應用推廣，對此，如果以氧化鋯納米材料作為工作電極的修飾材料，借助修飾物對有機磷酸酯類農藥的吸附作用以及納米材料的高比表面積，將顯著促進有機磷農藥在電極上的吸附，從而縮短電化學檢測的響應時間并提高其檢測靈敏度，其應用領域十分廣闊。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種電化學沉積制備對于有機磷酸酯類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法及應用。該工藝在室溫條件下進行，得到的產物形貌均一、穩定性強；設備簡單，操作方便，容易控制；通過本發明的方法得到的納米氧化鋯電極對于有機磷酸酯類農藥具有選擇性強吸附作用，可用于檢測有機磷酸酯類農藥等領域。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0005]一、將ITO導電玻璃在70Hz頻率下進行三步超聲清洗:以ITO導電玻璃作為基底，首先在含洗潔精水中超聲15min,之后在去離子水中超聲15min,最后在酒精中超聲15min。
[0006]本步驟中，所述ITO導電玻璃的長為I?2cm，寬為0.9?1.5cm。
[0007]二、洗凈的ITO導電玻璃放入plasma清洗機中進行表面氧化處理30?60s。
[0008]三、將經過氧化處理的ITO導電玻璃放入玻璃瓶中，加入用濃度為10?100mM、pH=8.5的tris溶液配置的I?5mg/ml的多巴胺溶液，使其浸沒ITO導電玻璃，然后置于黑暗條件下反應4?24小時后取出經酒精沖洗后吹干備用。
[0009]四、以經多巴胺修飾的ITO電極作為工作電極，鉬絲作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，2?10mM氧氯化鋯和0.1?0.5M氯化鉀溶液配置的混合溶液為電解液，在室溫下經循環伏安8?20圈可得納米氧化鋯電極，循環伏安條件如下:電勢范圍設為-0.9?
0.5V,掃速設為 0.01 ?0.05V/s。
[0010]本發明制備的納米氧化鋯電極可用于檢測有機磷酸酯類農藥，具體方法為:將制備好的納米氧化鋯電極浸入待測的含有機磷酸酯類農藥的溶液中進行吸附，取出吸附過農藥的納米氧化鋯電極再在鐵氰化鉀溶液中進行方波伏安掃描，將得到的峰值電流與此條件下制備的納米氧化鋯電極的標準曲線進行比對從而達到檢測農藥濃度的目的。
[0011]相比于現有技術，本方法具有以下優點:
[0012]1、該工藝采用電化學沉積的方法，操作容易，避免了應用其他物理方法制備所需的高溫高壓條件，設備成本低廉；
[0013]2、納米氧化鋯無毒且十分穩定；
[0014]3、該工藝能有效的合成氧化鋯納米粒子對含磷酸集團的物質吸附性強；
[0015]4、實驗中采用氯化鉀溶液作為氧化鋯生成的離子環境，原料成本低廉；
[0016]5、通過該工藝合成的納米氧化鋯電極形貌均一，缺陷少，可重復性好；
[0017]6、該工藝的所有步驟均在室溫條件下進行，無需加熱；
[0018]7、該方法操作簡單，反應時間短，可重復性好，制備的納米氧化鋯電極可作為有機磷酸酯類農藥的吸附載體并進一步對其進行檢測，具有重要的理論價值和現實意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為實施例1中納米氧化鋯電極的掃面電鏡圖；
[0020]圖2為實施例1中電極吸附農藥前后SWV的峰值電流變化圖；
[0021 ] 圖3為實施例1中的標準曲線圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例對本發明的技術方案作進一不的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。
[0023]實施例1:
[0024]一、將長1.5cm、寬0.9cm的ITO導電玻璃在70Hz頻率下進行三步超聲清洗:首先在含洗潔精水中超聲15min,之后在去離子水中超聲15min,最后在酒精中超聲15min。
[0025]二、洗凈的ITO導電玻璃放入plasma清洗機中進行表面氧化處理30s。
[0026]三、將經過氧化處理的ITO導電玻璃放入1ml玻璃瓶中加入1ml濃度為2mg/ml的多巴胺溶液，置于黑暗條件下反應10小時后取出經酒精沖洗后吹干備用。
[0027]四、將經多巴胺修飾的ITO電極作為工作電極，鉬絲作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極構成三電極體系，電解液為3mM氧氯化鋯和0.1M氯化鉀溶液配置的混合溶液。再經循環伏安10圈可得納米氧化鋯電極(圖1 )，循環伏安條件如下:電勢范圍設為-0.9?0.5V，掃速設為 0.02V/s。
[0028]五、將制備好的納米氧化鋯電極浸入待測的含氧樂果(有機磷酸酯類的農藥)的溶液中進行吸附5min，由于吸附的農藥會降低電極導電性(圖2 )，根據這個原理，取出吸附過農藥的納米氧化鋯電極再在ImM鐵氰化鉀溶液中進行方波伏安掃描，將得到的峰值電流與此條件下制備的納米氧化鋯電極的標準曲線(圖3)進行比對從而達到檢測農藥濃度的目的。
【權利要求】
1.一種電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于所述方法步驟如下: 一、以ITO導電玻璃為基底，對其清洗、氧化處理后，放入玻璃瓶中，加入多巴胺溶液使其浸沒ITO導電玻璃，然后置于黑暗條件下反應4?24小時后取出經酒精沖洗后吹干備用； 二、以經多巴胺修飾的ITO電極作為工作電極，鉬絲作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，2?10mM氧氯化鋯和0.1?0.5M氯化鉀溶液配置的混合溶液為電解液，經循環伏安5?20圈可得納米氧化鋯電極。
2.根據權利要求1所述的電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于所述多巴胺溶液的濃度為I?5mg/ml。
3.根據權利要求1或2所述的電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于配制多巴胺的溶液為濃度為10?100mM、pH = 8.5的tris溶液。
4.根據權利要求1所述的電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于所述ITO導電玻璃在70Hz頻率下進行三步超聲清洗:首先在含洗潔精水中超聲15min,之后在去離子水中超聲15min,最后在酒精中超聲15min。
5.根據權利要求1所述的電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于所述ITO導電玻璃的氧化處理方法為:將ITO導電玻璃放入plasma清洗機中進行表面氧化處理30?60s。
6.根據權利要求1、4或5所述的電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于所述ITO導電玻璃的長為I?2cm，寬為0.9?1.5cm0
7.根據權利要求1所述的電化學沉積制備對于有機磷酸脂類農藥具有吸附作用的納米氧化鋯電極的方法，其特征在于所述循環伏安條件如下:電勢范圍設為-0.9?0.5V，掃速設為0.01?0.05V/s。
8.權利要求1-7任一權利要求制備的納米氧化鋯電極可用于檢測有機磷酸酯類農藥。
【文檔編號】G01N27/30GK104132980SQ201410359817
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】韓曉軍, 王海博 申請人:哈爾濱工業大學