β-二氧化锰纳米纤维用作Pb(Ⅱ)全固态离子选择性电极转导层的性能研究

本研究通过在还原氧化石墨烯(rGO)上原位生长的β-二氧化锰纳米纤维(β-MnO_(2)NF),合成了一种兼具强疏水性和高界面电容的β-MnO_(2) NF/rGO纳米材料。开发出了一种基于β-MnO_(2) NF/rGO的敏感检测Pb(Ⅱ)的固态离子选择性电极传感器。同时,考虑到转导层如何对离子选择性系数产生作用仍然未知,研究人员利用数值模拟构建了一个耦合了转导层的转导层-膜-溶液界面模型,其考虑了膜-转导层这一界面,构建了一个两界面三相的浓度梯度模型,并据此给出了相应的电位显示,同时还根据其模拟结果计算了相对应的离子选择性系数。

基于全固态离子选择性电极的多巴胺生物传感器研究

提出了一种全固态的多巴胺离子选择性电极。该电极以金作为导电基底,聚(苯乙烯磺酸钠)掺杂的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT/PSS)作为固态电解质,电解质层上覆盖多巴胺敏感膜,将12-冠醚-4(CE)和四苯硼钠(NaTPB)合成产物CE-TPB作为敏感膜的离子载体。经过优化后的多巴胺传感器在多巴胺浓度为10^-5 μmol/L^10^-2 μmol/L范围内呈线性相关,斜率为(52.09±0.38)mV/decade,检测下限达到(7.69±0.77)μmol/L。此外,对多巴胺传感器的抗干扰性、动态响应特性、一致性与重复性以及使用寿命等电极性能进行了测试,均具有良好的表现。

碳基全固态离子选择性电极材料研究进展

离子选择性电极作为一种常见的电位型化学传感器,具有结构简单、制作成本低、易微型化、可穿戴化等特点,被广泛应用到工业分析、环境监测、生物医疗等领域。固态转导层作为全固态离子选择性电极的组成部件之一,对电极的性能起着至关重要影响。碳基材料具有良好的离子-电子信号转换效率和化学稳定性,被认为是理想的固态转导层材料。本文阐述了碳基材料在全固态离子选择性电极中的响应机理,综述了石墨烯、碳纳米管、多孔碳材料及其他碳基材料作为固态转导层材料的研究进展,分析对比了上述材料的导电性、电容性、比表面积、疏水性等性能,并展望了其未来的发展趋势。

全固态离子选择性电极在金属离子检测中的应用进展

水环境中金属离子含量是水质质量的重要指标,研发简便、灵敏和准确的新型水环境金属离子检测技术已成为人们关注的热点。基于全固态离子选择电极(ASS-ISE)的电位分析技术,能实现对特定离子的快速电位响应,可满足在环境监测等领域对金属离子的实时、快速和原位检测需求。介绍了ASS-ISE法的原理及分类,综述了赝电容型、双电层 电容型ASS-ISE及集成ASS-ISE电位传感器的微流控芯片在金属离子检测中的应用进展。

基于石墨烯气凝胶的全固态硝酸根离子选择性电极研究

全固态离子选择性电极的结构在许多制备和应用方面具有明显优势。但由于固态界面上缺少有效的离子-电子转化导致其在电位稳定性上表现较差,无法保证各界面电势的稳定性而限制了全固态离子选择性电极的应用。因此,提出使用具有三维结构的石墨烯气凝胶(GAs)作为有效的固态转接层材料,用于调节离子载体基选择性聚合膜玻碳电极基底之间的离子-电子转化,基于这一原理制备了高性能全固态硝酸根离子选择性电极。通过透射电子显微镜表征其形貌特征;将其滴涂于玻碳电极表面形成GAs修饰电极,采用循环伏安法表征其电化学行为。在上述修饰电极表面覆上硝酸根离子选择性膜后制备新型的全固态离子选择性电极,通过电位水层测试、电位测量来表征其性能。GAs转接层的离子选择性电极对硝酸根离子展现出良好的能斯特响应和10^(-4.2)mol/L的检测下限,这为实现硝酸根离子现场即时检测提供了可能。

全固态锂离子选择性电极研究

研究了新型载体HPMBP TOPO体系几种全固态锂离子选择性电极 (涂丝电极、单层全固态电极、聚吡咯修饰层内接触电极 )的性能。与传统型电极相比 ,固态电极响应斜率有所降低 ,而选择性稍有提高。其中聚吡咯修饰层内接触电极性能为最佳 ,该电极响应斜率为 5 6 .7mV/decade ,并具有良好再现性和长期稳定性。

全固态铅离子选择性电极测定人发中微量铅

提出了用全固态铅离子选择性电极测定人发中微量铅的方法。在 1.5 g·L- 1抗坏血酸 1g·L- 1三乙烯四胺 0 .0 5mol·L- 1高氯酸钠 ,pH 4.85 .5的条件下 ,采用格氏作图法可准确测定人发中微量铅。方法简便、准确度高 ,回收率 95 % 10 6% ,相对标准偏差小于 5 .3 %。

固态氯离子选择性电极在不同体系下的稳定性研究

为了从实验的角度分析证明三电极系统比两电极系统在离子检测时稳定性更好,针对固态氯离子选择性电极组成的两种电极系统,对两种电极系统下氯离子检测的稳定性进行了实验设计和研究。当外部环境pH大于7时,电极响应电势出现漂移,碱性越强,漂移幅度越大,稳定性越差。当温度变化,在19℃和9℃时,相对于三电极系统,两电极系统的响应时间延迟2s以上。实验中三电极体系在离子检测过程中呈现的复现性优于两电极系统。

基于全固态选择性电极的汗液K^+传感器设计与性能分析

设计并制备了一种基于全固态选择性电极的汗液K^+传感器,采用微系统(MEMS)微加工工艺制作了微型化柔性电极,实现了传感器的可穿戴;采用电化学原理设计制备了离子选择电极,采用高分子材料包覆K^+离子载体制备了固态选择性敏感膜,实现了传感器对K^+的选择性识别。实验采用电化学工作站对传感器的响应特性进行分析,结果表明:传感器检测限为1 mmol/L,传感器检测范围为1~10 mmol/L,精度优于1.9%FS。设计制作的基于全固态选择性电极的汗液K^+传感器具有微型化、选择性好、检测限低、线性好、可穿戴的特点。

多壁碳纳米管掺杂的铜基金属有机框架材料银离子固态电极研究

金属有机框架材料(MOFs)是由无机金属离子和有机配体形成的具有网状多孔结构的新型材料,具有比表面积大、孔隙发达、易功能化、稳定性良好等优势,已广泛应用于太阳能电池、生物药物、催化、生物传感器构建等领域。但作为敏感元件用于离子选择性电极的研究并不多。本研究以具有多孔球形的铜基金属有机框架材料(CuMOFs)为离子选择性电极的敏感载体,并掺杂具有优良导电性和大比表面积的多壁碳纳米管(MWCNTs),制备了灵敏的固态碳糊电极,用于Ag^+的分析检测。结果表明,CuMOFs载体固态电极对Ag^+呈现良好的选择性电位响应。对电极敏感膜CuMOFs和MWCNTs的构成比例和测试溶液的pH值进行了优化。当CuMOFs与MWCNTs质量比为99∶1时,固态碳糊电极在pH 2. 0的HNO_3溶液中对Ag^+呈斜率为57.9 m V/dec的近Nernst电位响应,线性范围为5.0μmol/L～0.1 mol/L,检出限为3.2μmol/L。此Ag^+固态电极选择性高,稳定性良好,电位响应快速。与已报道的其它敏感载体Ag^+电极相比,掺杂MWCNTs的CuMOFs固态碳糊电极的分析灵敏度有明显改善。将制备的碳糊电极初步应用于环境水样中Ag^+含量的测定,结果令人满意。本研究为进一步拓展其它MOFs材料在化学传感器领域的应用提供了良好的借鉴。

基于纸芯片的离子选择性电极系统检测海水中钙离子

以滤纸为基底材料,通过滴涂导电碳浆及Ag/Ag Cl浆,分别制备了固态聚合物膜钙离子选择性指示电极和固态聚合物膜参比电极,构建了纸芯片离子选择性电极系统,用以检测海水中Ca^(2+)。实验中,优化了离子载体含量与离子选择性敏感膜厚度,考察了参比电极的稳定性及指示电极的选择性。结果表明,在0.5 mol/L NaCl背景下,该系统在1.0×10-4~3×10-2mol/L范围内呈现线性响应,响应斜率为24.3 m V/dec。将纸芯片电极用于实际海水样品中Ca^(2+)含量的测定,所得结果与电感耦合等离子体-原子发射光谱法检测数据一致。

格氏作图法测定白酒中微量铅

提出了用全固态铅离子选择性电极测定白酒中微量铅的最佳条件： ０． １５％抗坏血酸－０．１％三乙烯四胺－０．０５ｍｌｏ／Ｌ高氯酸钠，ｐＨ４．８－5.5在该条件下，用格氏作图法可准确测定白酒中微量铅。