雙酚a可拋式紙基傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電化學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙酸A可拋式紙基傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]雙酚A(Bisphenol A，簡稱BPA)，化學(xué)名稱為2，2_二(4_羥基苯基)丙烷，屬于低毒性化學(xué)物質(zhì)，廣泛用來生產(chǎn)聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂等材料，常用于玩具、奶瓶、飲水杯、食品包裝材料等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。其結(jié)構(gòu)類似雄二醇和乙烯雌酚，因而具有和其他環(huán)境激素類似的效應(yīng)，發(fā)揮擬雌激素作用，干擾生物體生殖、生長發(fā)育、神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等，甚至誘發(fā)癌癥。世界各國都紛紛出臺了相應(yīng)的法律法規(guī)來禁止雙酚A的應(yīng)用。因此，建立一種可以對痕量雙酚A快速檢測的簡便方法具有重要的意義。目前雙酚A檢測常用的方法有色譜法、分光光度法、免疫分析法和電化學(xué)法等，與其他方法相比，電化學(xué)分析方法具有操作簡單、分析速度快、成本低、適用于現(xiàn)場檢測等優(yōu)勢。電化學(xué)檢測方法的核心是電化學(xué)傳感器的設(shè)計，它能通過測定目標(biāo)分析物的電學(xué)或電化學(xué)性質(zhì)，從而對其進(jìn)行定性或定量分析。近年來，利用新型功能化納米材料，開發(fā)優(yōu)越的電化學(xué)傳感器已經(jīng)成為科學(xué)家們?nèi)找骊P(guān)注的熱點。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中采用平板式導(dǎo)體層作為電極基底，聚合物導(dǎo)電膜作為結(jié)合層，平板式導(dǎo)體層采用ITO玻璃，聚合物導(dǎo)電膜采用碳導(dǎo)電膠，但該傳感器僅能用于檢測六價鉻，無法用于檢測雙酸A，且成本高，制作時需采用專用工具切割，制作不方便。
[0004]目前雙酚A的電化學(xué)檢測多采用納米材料修飾的玻碳電極和金屬電極作為工作電極進(jìn)行檢測，其電極制備成本較高，電極需要反復(fù)使用，且雙酸A氧化反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，氧化產(chǎn)物易使工作電極表面發(fā)生鈍化，修飾電極的表面活性位點被雙酸A氧化產(chǎn)物占據(jù)，無法用于雙酸A的多次測量。所以這些電極存在的問題是每次使用前都需要打磨，要經(jīng)過復(fù)雜的處理，過程很繁瑣，而且處理后效果變差，重現(xiàn)性差，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，無法滿足實際檢測的需要。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能用于檢測雙酚A、制作簡單、使用方便、重現(xiàn)性好、成本低的雙酸A可拋式紙基傳感器。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種雙酚A可拋式紙基傳感器，包括覆膜銅版紙，覆膜銅版紙上鍍有一層鈦膜，鈦膜上鍍有一層金膜，金膜上粘貼膠帶層，膠帶層上開設(shè)圓孔，圓孔處的金膜上修飾一層多壁碳納米管。
[0008]本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器，進(jìn)一步的，所述膠帶層覆蓋金膜50 %?80 %的面積。
[0009]本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器，進(jìn)一步的，所述圓孔的直徑為4?6_。
[0010]本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器，進(jìn)一步的，所述圓孔處的多壁碳納米管上覆蓋圓形濾紙片。
[0011]本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器，進(jìn)一步的，所述圓形濾紙片的直徑為6?8mm，比圓孔的直徑大I?2mm。
[0012]本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0013]1、本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器是一次性使用的，每次檢測使用新的傳感器，無需重復(fù)使用，無需進(jìn)行處理直接使用即可，使用方便，且保證每一片的結(jié)果都一樣，重現(xiàn)性好，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。
[0014]2、采用覆膜銅版紙作為電極基底，替代了 ITO玻璃或石墨薄片基底，成本低廉，材料綠色環(huán)保無污染，柔韌性好，無需特殊工具切割，更加便于加工使用，制作方便，極大的降低了電極成本。
[0015]3、在圓孔處的金膜上修飾一層多壁碳納米管，利用多壁碳納米管的高比表面積、良好的導(dǎo)電性及高吸附性能等特殊電化學(xué)性質(zhì)實現(xiàn)了對于雙酸A的高效檢測。
[0016]4、采用覆膜銅版紙作為電極基底，在覆膜銅版紙上鍍有一層納米尺度的鈦膜作為結(jié)合層，再在鈦膜上鍍有一層納米尺度的金膜，作為修飾反應(yīng)的基底并提供良好的導(dǎo)電性，加快了電子傳輸能力，實驗證明本實用新型紙基傳感器對雙酸A的響應(yīng)良好，實現(xiàn)了對雙酚A的快速電化學(xué)檢測。
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的雙酸A可拋式紙基傳感器作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器的剖視圖；
[0019]圖2為本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器測定不同濃度雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液的電化學(xué)響應(yīng)圖譜；
[0020]圖3為實施例1測得的雙酸A標(biāo)準(zhǔn)曲線圖；
[0021]圖4為采用本實用新型紙基傳感器及現(xiàn)有技術(shù)傳感器分別檢測雙酚A標(biāo)準(zhǔn)溶液的電化學(xué)響應(yīng)圖譜。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器包括覆膜銅版紙I，覆膜銅版紙I上鍍有一層納米尺度的鈦膜2，鈦膜2上鍍有一層納米尺度的金膜3，金膜3上粘貼膠帶層4，膠帶層4覆蓋金膜50%?80%的面積，膠帶層4采用具有絕緣性能的防水膠帶，如普通透明膠帶。膠帶層4上開設(shè)直徑為4?6mm的圓孔5，圓孔5處的金膜3上修飾一層多壁碳納米管6，多壁碳納米管6上覆蓋圓形濾紙片7，濾紙片7的直徑為6?8mm，比圓孔5的直徑大I?2_。
[0023]本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器的制備方法如下:
[0024](I)將覆膜銅版紙用剪刀裁成一定尺寸，覆膜銅版紙的尺寸根據(jù)濺射儀型號確定，不能大于派射儀能派射的最大尺寸；
[0025](2)將覆膜銅版紙放置于高真空離子濺射儀的樣品臺上，首先在覆膜銅版紙上濺射一層納米尺度的鈦膜，采用鈦金屬片作為濺射靶材，靶材距樣品臺的距離為5?9cm，濺射真空度不大于2 X 10—3mbar，濺射電流為80?120mA，濺射時間為50?150s;然后，再在鈦膜上濺射一層納米尺度的金膜，采用金片作為濺射靶材，靶材距樣品臺的距離為5?9cm，濺射真空度不大于2 X 10—3mbar，濺射電流為15?50mA，濺射時間為50?150s ；
[0026](3)將濺射好的覆膜銅版紙取出，用剪刀裁剪成實驗所需要的尺寸大小，用外徑4?6mm的打孔器在膠帶上打孔，然后將膠帶粘貼在金膜上，使膠帶覆蓋金膜50 %-80 %的面積，形成膠帶層；
[0027](4)將10?30yL質(zhì)量濃度為0.5?1%。的多壁碳納米管水分散液滴加于圓孔區(qū)域，使其均勻的覆蓋在該區(qū)域內(nèi)，然后置于40°C?45°C烘箱中烘干；
[0028](5)在圓孔區(qū)域粘貼直徑為6?8_的圓形濾紙片，濾紙片的直徑比圓孔的直徑大I?2_，制得本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器。
[0029]本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器能用于完成溶液中痕量雙酸A的測定。
[0030]使用本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器進(jìn)行檢測時，先用塑料夾將對電極和參比電極固定在膠帶層上，使對電極和參比電極的前端與濾紙片緊密接觸，構(gòu)成三電極體系。對電極采用Pt對電極，參比電極采用Ag/AgCl參比電極。
[0031]實施例1溶液中痕量雙酸A的測定
[0032]實驗過程如下:
[0033](I)配制不同濃度的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，濃度分別為0.2mg/L，0.5mg/L，lmg/L，2mg/L，5mg/L，1mg/L；
[0034](2)采用6個本實用新型紙基傳感器，在每個傳感器的濾紙片上分別固定對電極和參比電極，構(gòu)成三電極體系；
[0035](3)分別在濾紙片上滴加20yL不同濃度的待測溶液，放置一段時間后，與電化學(xué)工作站連接，利用線性掃描伏安法對樣品中的雙酚A進(jìn)行檢測，得到如圖2所示的電化學(xué)信號曲線，其峰高與雙酸A溶液的濃度有關(guān)。
[0036]線性關(guān)系如圖3所示，雙酚A濃度在0.2?10mg/L的范圍內(nèi)，線性方程為Y = 21.423X+2.331，相關(guān)系數(shù)為0.9979。
[0037]由上可知，本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器對雙酚A具備非常良好的線性響應(yīng)，能用于完成溶液中痕量雙酸A的測定，且使用方便。
[0038]實施例2
[0039]不同傳感器間的結(jié)果重現(xiàn)性:
[0040](I)制備20片紙基傳感器，在每個傳感器的濾紙片上分別固定對電極和參比電極，構(gòu)成三電極體系；
[0041 ] (2)分別在20片傳感器的濾紙片上滴加20yL濃度為lmg/L的雙酚A標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，對溶液中的雙酸A進(jìn)行測定，測得不同電極間的檢測偏差小于7.20%。
[0042]由上可知，本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器重現(xiàn)性好，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。
[0043]實施例3
[0044]本實用新型雙酸A可拋式紙基傳感器與現(xiàn)有技術(shù)檢測結(jié)果對比:
[0045]以ITO玻璃作為電極基底，以碳導(dǎo)電膠作為結(jié)合層，在碳導(dǎo)電膠上鍍制一層金膜，并在金膜上粘貼設(shè)有圓孔的膠帶層，在圓孔處的金膜上修飾一層多壁碳納米管，并在圓孔處覆蓋濾紙片，得到傳感器一。
[0046]檢測過程如下:
[0047](I)在傳感器一和本實用新型紙基傳感器的濾紙片上分別固定對電極和參比電極，構(gòu)成三電極體系；
[0048](2)分別在兩個傳感器的濾紙片上滴加20yL濃度為lmg/L的雙酸A標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用線性掃描伏安法對溶液中的雙酸A進(jìn)行測定，檢測結(jié)果如圖4所示，圖中a為本實用新型紙基傳感器的線性掃描曲線，b為傳感器一的線性掃描曲線。
[0049]從圖4中可以看出，本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器對雙酚A的響應(yīng)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)傳感器對雙酸A的響應(yīng)值。
[0050]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種雙酚A可拋式紙基傳感器，其特征在于:包括覆膜銅版紙，覆膜銅版紙上鍍有一層鈦膜，鈦膜上鍍有一層金膜，金膜上粘貼膠帶層，膠帶層上開設(shè)圓孔，圓孔處的金膜上修飾一層多壁碳納米管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙酚A可拋式紙基傳感器，其特征在于:所述膠帶層覆蓋金膜50%?80%的面積。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙酚A可拋式紙基傳感器，其特征在于:所述圓孔的直徑為4?6mm ο4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙酚A可拋式紙基傳感器，其特征在于:所述圓孔處的多壁碳納米管上覆蓋圓形濾紙片。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙酚A可拋式紙基傳感器，其特征在于:所述圓形濾紙片的直徑為6?8mm，比圓孔的直徑大I?2_。
【專利摘要】本實用新型屬于電化學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，目的是提供一種能用于檢測雙酚A、使用方便、重現(xiàn)性好、成本低的雙酚A可拋式紙基傳感器，包括覆膜銅版紙，覆膜銅版紙上鍍有一層鈦膜，鈦膜上鍍有一層金膜，金膜上粘貼膠帶層，膠帶層覆蓋金膜50％～80％的面積，膠帶層上開設(shè)圓孔，圓孔處的金膜上修飾一層多壁碳納米管。本實用新型雙酚A可拋式紙基傳感器，采用覆膜銅版紙作為電極基底，在覆膜銅版紙上濺射一層鈦膜作為結(jié)合層，再在鈦膜上濺射一層金膜，作為修飾反應(yīng)的基底并提供良好的導(dǎo)電性，加快了電子傳輸能力，實驗證明本實用新型紙基傳感器對雙酚A的響應(yīng)良好。本實用新型制作簡單，使用方便，成本低廉，材料綠色環(huán)保，重現(xiàn)性好，便于加工使用。
【IPC分類】G01N27/416
【公開號】CN205263027
【申請?zhí)枴緾N201521127684
【發(fā)明人】李海玉, 張慶, 王婉
【申請人】中國檢驗檢疫科學(xué)研究院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月30日