一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及銅含量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于氨基功能化離子液體-碳納 米管的銅離子選擇電極的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅是人體內(nèi)必需的8種微量元素之一，它是人體骨骼生長(zhǎng)和結(jié)締組織形成的重要 元素，是人體內(nèi)多種酶的組成成分，而且鐵的吸收和利用也受銅的影響。雖然銅對(duì)人體很重 要，但人體對(duì)銅的需求量和中毒量十分接近。和其他重金屬一樣，銅在人體內(nèi)的過(guò)量堆積， 可對(duì)人體的肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損害。因此，研究食品中銅含量的分析方法有十分 重要的意義。目前測(cè)量銅含量的主要方法有原子吸收光譜法和分光光度法。該方法雖精確 度較好，但卻成本高，樣品預(yù)處理復(fù)雜，而離子選擇性電極因其容易制備、非破壞性分析、選 擇性好、線性范圍寬、響應(yīng)快、抗干擾穩(wěn)定、成本低以及可在線使用等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。 [0003]目前已經(jīng)報(bào)道了多種銅離子選擇性電極，所用電極敏感材料有鈉型蒙脫石、開(kāi)鏈 酰胺、氧化三辛基膦、四苯硼酸鹽、二硫代二正辛基磷酸、冠醚、1，10-鄰菲羅啉、二硫代胺基 甲酸鹽等。上述銅離子選擇電極各有優(yōu)缺點(diǎn)，但多數(shù)在響應(yīng)時(shí)間、靈敏度方面不盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電 極，該選擇電極導(dǎo)電性、靈敏度和選擇性都得到了很大提高，檢測(cè)所需時(shí)間更短、精度更高。
[0005] 本發(fā)明的目的還在于提供一種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇 電極的制備方法，該方法簡(jiǎn)單、便捷、適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極，包括玻璃管、玻璃管 內(nèi)填充物以及玻璃管內(nèi)插裝的銅絲，所述填充物按重量比例由以下原料組成:氨基功能化 離子液體:固態(tài)離子液體:羧基化的碳納米管為10-40:10-40:1-3。
[0008] 所述氨基功能化離子液體為1-丁基-3-(2-乙胺基)咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺。
[0009] 所述固態(tài)離子液體為四丁基鱗雙三氟甲烷磺酰亞胺。
[0010] 上述的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極的制備方法，包括 電極填充液的制備和電極的制備，所述電極填充液的制備方法為:將氨基功能化離子液體、 固態(tài)離子液體、羧基化的碳納米管按所述比例混合后，70-75°C然后加入無(wú)水乙醇混合均 勻，然后除去無(wú)水乙醇，即得所述電極填充液。
[0011] 所述除去無(wú)水乙醇為加熱至70_75°C以除去無(wú)水乙醇。
[0012] 所述電極的制備方法為:將銅絲插入玻璃管內(nèi)，并進(jìn)行固定，使銅絲一端與玻璃管 平齊，另一端伸出玻璃管，然后將所述電極填充液填入玻璃管中。
[0013] 所述銅絲長(zhǎng)度為4.5cm，所述玻璃管長(zhǎng)度3cm，內(nèi)徑為2mm，所述電極填充液重量為 Ο·016-0·018g〇
[0014]所述氨基功能化離子液體為1-丁基-3-(2-乙胺基)咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺。 [0015]所述固態(tài)離子液體為四丁基鱗雙三氟甲烷磺酰亞胺。
[0016] 本發(fā)明所提供的銅離子選擇電極，使用前將電極在1.0Xl(T5m〇l/L Cu2+的標(biāo)準(zhǔn)溶 液中浸泡活化處理3小時(shí)，并用蒸餾水清洗到純水電位。
[0017] 本發(fā)明采用氨基功能化離子液體作為銅離子響應(yīng)物質(zhì)，并以碳納米管作為導(dǎo)電材 料，實(shí)現(xiàn)對(duì)銅離子的選擇性檢測(cè)，同時(shí)采用固態(tài)離子液體代替?zhèn)鹘y(tǒng)離子選擇性電極中用作 粘合劑的石錯(cuò)以提尚導(dǎo)電性。碳納米管具有比表面積大、水熱穩(wěn)定性好、表面基團(tuán)可功能 化、吸附容量高等特性，為其功能化組裝成離子選擇性電極，制備性能良好的電化學(xué)傳感器 提供了有利條件。它能夠促進(jìn)金屬離子在電極表面的富集，加速電活性物質(zhì)在孔道內(nèi)的迀 移和電子的傳遞，提高電極的靈敏度。離子液體導(dǎo)電性能優(yōu)異，同時(shí)氨基作為配體，易與銅 離子形成穩(wěn)定的銅氨配合物，從而對(duì)銅離子進(jìn)行檢測(cè)。
[0018] 本發(fā)明提供的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極，其導(dǎo)電性、 靈敏度和選擇性得到了很大提高，檢測(cè)速度更快，精度更高，能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)量銅離子的 濃度，所需時(shí)間僅需數(shù)秒鐘，線性范圍：l(T 1()-l(r5m〇l/L，檢測(cè)限：1.07 X l(Tnm〇l/L，能很好 地滿足實(shí)際的應(yīng)用需要。
[0019] 本發(fā)明提供的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極的制備方 法，采用填裝方式制作離子選擇性電極，電極的制備方法簡(jiǎn)單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的銅離子選擇性電極標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022] -種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極，包括玻璃管、玻璃管 內(nèi)填充物以及玻璃管內(nèi)插裝的銅絲，所述填充物按重量比例由以下原料組成:氨基功能化 離子液體：固態(tài)離子液體:羧基化的碳納米管為10:10:1，所述氨基功能化離子液體為1-丁 基-3-(2-乙胺基)咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺，所述固態(tài)離子液體為四丁基鱗雙三氟甲烷磺 酰亞胺。
[0023] 上述的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極的制備方法，具體 如下：
[0024] (1)制備電極填充液:將氨基功能化離子液體、固態(tài)離子液體、羧基化的碳納米管 按所述比例混合后得混合物，在70°C條件下加熱至混合物熔融，然后加入混合物體積2倍的 無(wú)水乙醇通過(guò)超聲混合均勻，然后放入干燥箱中，在70°C條件下除去無(wú)水乙醇即得所述電 極填充液，蓋上蓋子常溫放置備用；
[0025] (2)制備電極:選取長(zhǎng)度為4.5cm的銅絲、長(zhǎng)度3cm，內(nèi)徑為2mm的玻璃管，將銅絲插 入玻璃管內(nèi)，并用膠帶進(jìn)行固定，使銅絲一端與玻璃管平齊，另一端伸出玻璃管，然后將所 述電極填充液填入玻璃管中，使其冷卻后在玻璃管內(nèi)凝固，然后除去玻璃管外多余填料，將 其打磨至表面平整，所述電極填充液重量為0. 〇172g。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] -種基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極，包括玻璃管、玻璃管 內(nèi)填充物以及玻璃管內(nèi)插裝的銅絲，所述填充物按重量比例由以下原料組成:氨基功能化 離子液體：固態(tài)離子液體:羧基化的碳納米管為20:40: 3，所述氨基功能化離子液體為1-丁 基-3-(2-乙胺基)咪唑雙三氟甲烷磺酰亞胺，所述固態(tài)離子液體為四丁基鱗雙三氟甲烷磺 酰亞胺。
[0028] 上述的基于氨基功能化離子液體-碳納米管的銅離子選擇電極的制備方法，具體 如下：
[0029] (1)制備電極填充液:將氨基功能化離子液體、固態(tài)離子液體、羧基化的碳納米管