一種edta修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法
2023-05-30 09:36:41
專利名稱：一種edta修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法
技術領域：
本發明涉及碳納米管膜電極的製備方法。
背景技術：
銅(Cu)是人體健康不可缺少的微量元素之一，它主要參與造血過程，和鐵離子同時促進紅血球的形成，參與人體內許多酶的催化合成，若缺銅可引起貧血或骨質疏鬆，但攝入過量的銅又對細胞造成傷害則致使大腦紊亂等疾病問題。從而，在食物中或人體銅離子的精確測定、居民環境中飲用水測試，正是反映一個人健康與否及在評價環境安全方面具有重要的意義。同時，電廠設備汽水系統中銅離子的分析，可減少汽水系統內部的腐蝕。故痕量銅的測定方法受到人們的關注及應用。碳納米管(CNT)是一種有著優異幾何、電子和化學性能日益重要的納米材料，碳納米管因碳納米管片層結構決定著其良好的電學性能；又因存在帽端邊緣的表面缺欠具有電催化活性。CNT修飾電極能提高重要的被分析物質的電化學反應活性，特別是能提高表面抗汙染性能。近年來，CNT修飾電極領域的應用研究主要集中在如何提高其選擇性及催化性能，CNT修飾層的穩定性也至關重要。現有的製備碳納米管膜電極的方法存在的電極管修飾層不固定，銅線的推進量不易控制的技術問題。
發明內容
本發明是要解決現有製備碳納米管膜電極的方法存在的電極管修飾層不固定，銅線的推進量不易控制的技術問題，從而提供了一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法。本發明的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法按以下步驟進行—、電極管的製備取內徑為2 4mm,長度為4 5cm的絕緣管作為電極管殼,通過超聲清洗乾淨，在電極管殼管口的一端插入直徑為I 3mm,長度為5 7cm的銅導線，使I 2cm銅導線暴露在電極管殼外作為引線，然後在電極管殼的銅導線插入端插入內徑為I 3mm,外徑為2 4mm,長度為3 4cm的聚四氟乙烯管,使聚四氟乙烯管露出I. 5 2cm，露出的聚四氟乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度；二、EDTA修飾碳糊電極的製備稱取石墨粉和EDTA，在研缽中研磨，然後摻入疏水性粘合劑攪拌均勻得碳糊，將碳糊擠壓填充到電極管殼中，用聚四氟乙烯管將碳糊壓實後再用硫酸紙將電極管前端的表面磨平拋光，即得到EDTA修飾碳糊電極，其中石墨粉、EDTA和疏水性粘合劑的質量體積比為(70 80) mg : (15 20) mg (20 40) μ I ;三、EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備將15 20 μ I質量濃度為4% 5%的膜溶液用質量濃度為99. 7%的無水乙醇稀釋為質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液，取10 15 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液與I. 5 2mg碳納米管超聲分散15 30min，取出8 10 μ 1，對步驟二獲得的EDTA修飾碳糊電極進行滴塗，放置2 3min後滴塗2 4 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液，製得EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極；
其中步驟三所述的質量濃度為5%的膜溶液購買自上海河森電氣有限公司。本發明包括以下有益效果I、本發明製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的線性範圍為I. OX 10_8mol/L
I.0Xl(T4mol/L 2、本發明二次膜溶液的滴塗達到固定修飾層的的作用，使得其抗幹擾能力加強；3、本發明用聚四氟乙烯管將碳糊壓緊，增強電極穩定性；且本發明的聚乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度，使銅線的推進量準確控制；4、本發明製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極為工作電極，在三電極體系中可準確高效的測定銅離子。圖片說明圖I是試驗一製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的立體圖；圖2是試驗一製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的剖面圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式中一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法是按以下步驟進行的一、電極管的製備取內徑為2 4mm,長度為4 5cm的絕緣管作為電極管殼,通過超聲清洗乾淨，在電極管殼管口的一端插入直徑為I 3mm,長度為5 7cm的銅導線，使I 2cm銅導線暴露在電極管殼外作為引線，然後在電極管殼的銅導線插入端插入內徑為I 3mm,外徑為2 4mm,長度為3 4cm的聚四氟乙烯管,使聚四氟乙烯管露出I. 5 2cm，露出的聚四氟乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度；二、EDTA修飾碳糊電極的製備稱取石墨粉和EDTA，在研缽中研磨，然後摻入疏水性粘合劑攪拌均勻得碳糊，將碳糊擠壓填充到電極管殼中，用聚四氟乙烯管將碳糊壓實後再用硫酸紙將電極管前端的表面磨平拋光，即得到EDTA修飾碳糊電極，其中石墨粉、EDTA和疏水性粘合劑的質量體積比為(70 80) mg : (15 20) mg (20 40) μ I ;三、EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備將15 20 μ I質量濃度為4% 5%的膜溶液用質量濃度為95 % 99 %的無水乙醇稀釋為質量濃度為O. 04% O. 05 %的膜溶液，取10 15 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液與I. 5 2mg碳納米管超聲分散15 30min，取出8 10 μ 1，對步驟二獲得的EDTA修飾碳糊電極進行滴塗，放置2 3min後滴塗2 4 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液，製得EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極。本實施方式包括以下有益效果I、本實施方式製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的線性範圍為I. OX 10_8mol/L 1.0X10 4mol/L 2、本實施方式二次膜溶液的滴塗達到固定修飾層的的作用，使得其抗幹擾能力加強；3、本實施方式用聚四氟乙烯管將碳糊壓緊，增強電極穩定性；且本發明的聚四氟乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度，使銅線的推進量準確控制；4、本實施方式製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極為工作電極，在三電極體系中可準確高效的測定銅離子。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中絕緣管為玻璃管、聚四氟乙烯管或塑料管。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟一中電極管的內徑為3mm，長度為5cm。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是步驟一中銅線的直徑為1mm，長度為6cm,暴露在電極管殼外2cm作為引線。其它與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟一中聚四氟乙烯管內徑為Imm,外徑為3mm,長度為3cm,露出1.5cm。其它與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是步驟二中疏水性粘合劑為石臘或甲基娃油。其它與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是步驟二中石墨粉、EDTA修飾劑、疏水性粘合劑的質量體積比為70mg 15mg :23ul。其它與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟三中取10 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液與1.5mg碳納米管超聲分散30min。其它與具體實施方式
一至七之一相同。通過以下試驗驗證本發明的有益效果試驗一本實驗的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法是按以下步驟實現—、電極管的製備取內徑為3mm,長度為5cm玻璃管作為電極管殼,通過超聲清洗乾淨，在電極管殼管口的一端插入直徑為1mm，長度為6cm的銅導線，使2cm銅導線暴露在電極管殼外作為引線，然後在電極管殼的銅導線插入端插入內徑為1mm，外徑為3mm，長度為3cm的聚四氟乙烯管，使聚四氟乙烯管露出I. 5cm，露出的聚四氟乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度；二、EDTA修飾碳糊電極的製備稱取70mg石墨粉和15mgEDTA修飾劑，在研缽中研磨，然後摻入23μ I石蠟攪拌均勻得碳糊，將碳糊擠壓填充到電極管殼中，用聚四氟乙烯管將碳糊壓實後再用硫酸紙將電極管前端的表面磨平拋光，即得到EDTA修飾碳糊電極；三、EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備將15 μ I體積濃度為5 %的膜溶液用質量濃度為99. 7%的無水乙醇稀釋為質量濃度為O. 05%的膜溶液，取10 μ I質量濃度為O. 05%的膜溶液與I. 5mg碳納米管超聲分散30min，取出8 μ 1，對步驟二獲得的EDTA修飾碳糊電極進行滴塗，放置3min後滴塗2 μ I體積濃度為O. 05 %的膜溶液，製得EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極。本試驗製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的立體圖，如圖I所示，從圖I可以看出EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的外觀形狀，外層是玻璃管、左側內部是EDTA+石墨粉的碳糊、中部是聚四氟乙烯管、右側內部細的是銅線。本試驗製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的剖面圖，如圖2所示，從圖2可以看出EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的內部結構，I是塗有修飾層的玻璃管、2是碳糊、3銅線、4聚四氟乙烯管。在pH為4左右HCL-KCL緩衝體系為電解質溶液中通過循環伏安使電極達到穩定，通過三電極體系EDTA-CMCPE的碳納米管膜電極為工作電極，銀/氯化銀(飽和KCL)電極為參比電極，鉬絲為對電極。在掃速100mV/S，富集時間IOOs條件下，採用標準加入法，結果表明電極對Cu2+響應的線性範圍是I. OX 10_8mol/L I. O X 10_4mol/L，線性方程為Y =O. 0894X-3. 3853，相關係數為 R = O. 9963，其檢測下限為 5. O X 10_9mol/L。本試驗通過二次膜溶液的滴塗達到固定修飾層的的作用，使得其抗幹擾能力加強；同時用聚四氟乙烯管將碳糊壓緊，增強電極穩定性。本試驗的聚四氟乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度，使銅線的推進量準確控制。本發明製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極為工作電極，在三電極體系中可準確高效的測定銅離子。
權利要求
1.一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法,其特徵在於EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法是按以下步驟進行一、電極管的製備取內徑為2 4mm,長度為4 5cm的絕緣管作為電極管殼,通過超聲清洗乾淨，在電極管殼管口的一端插入直徑為I 3mm,長度為5 7cm的銅導線,使I 2cm銅導線暴露在電極管殼外作為引線，然後在電極管殼的銅導線插入端插入內徑為I 3mm,外徑為2 4mm,長度為3 4cm的聚四氟乙烯管,使聚四氟乙烯管露出I. 5 2cm,露出的聚四氟乙烯管表面沿著管長的方向標有刻度；二、EDTA修飾碳糊電極的製備稱取石墨粉和EDTA，在研缽中研磨，然後摻入疏水性粘合劑攪拌均勻得碳糊，將碳糊擠壓填充到電極管殼中，用聚乙烯管將碳糊壓實後再用硫酸紙將電極管前端的表面磨平拋光，即得到EDTA修飾碳糊電極，其中石墨粉、EDTA和疏水性粘合劑的質量體積比為(70 80) mg : (15 20) mg (20 40) μ I ;三、EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備將15 20μ I質量濃度為4% 5%的膜溶液用質量濃度為99. 7%的無水乙醇稀釋為質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液，取10 15 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液與I. 5 2mg碳納米管超聲分散15 30min，取出8 10 μ 1，對步驟二獲得的EDTA修飾碳糊電極進行滴塗，放置2 3min後滴塗2 4 μ I質量濃度為O. 04% O. 05%的膜溶液，製得EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極。
2.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟一中絕緣管為玻璃管、聚四氟乙烯管或塑料管。
3.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟一中電極管的內徑為3mm,長度為5cm。
4.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟一中銅線的直徑為Imm,長度為6cm,暴露在電極管殼外2cm作為引線。
5.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟一中聚四氟乙烯管內徑為Imm,外徑為3mm,長度為3cm,露出I. 5cm。
6.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟二中疏水性粘合劑為石蠟或甲基矽油。
7.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟二中石墨粉、EDTA修飾劑、疏水性粘合劑的質量體積比為70mg 15mg :23 μ I。
8.根據權利要求I所述的一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，其特徵在於步驟三中取10 μ I質量濃度為O. 04% O. 05 %的膜溶液與I. 5mg碳納米管超聲分散30mino
全文摘要
一種EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備方法，涉及碳納米管膜電極的製備方法。本發明是要解決現有製備碳納米管膜電極的方法存在的電極管修飾層不固定，銅線的推進量不易控制的技術問題。本發明方法為一、電極管的製備；二、EDTA修飾碳糊電極的製備石墨粉和EDTA在研缽中研磨後，摻入疏水性粘合劑攪拌均勻得碳糊，將碳糊擠壓填充到電極管殼中；三、EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的製備。本發明製備的EDTA修飾碳糊碳納米管膜電極的抗幹擾能力強，電極穩定性強，銅線的推進量能準確控制，適用於電廠、煉廠、化工企業的熱力設備汽水系統中銅離子的分析與監測。
文檔編號G01N27/30GK102928486SQ20121040117
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者朱春城, 伍華, 段景峰 申請人:哈爾濱師範大學