CN105606678B - 一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极及其制备方法。它包括金属丝、聚苯胺、酸根掺杂聚苯胺，后者为酸根离子敏感膜。制备时先在金属丝下部表面电镀一层聚苯胺，然后在酸溶液或盐溶液中通过电化学作用形成酸根掺杂聚苯胺。本发明具有制备简便，机械强度高，韧性大，灵敏度高，体积小，探测响应快，检测下限低，使用寿命长等优点，与全固态参比电极配套使用，适用于对海水、养殖用水和化学、化工水介质中的酸根含量进行在线探测和长期原位监测。
Description
技术领域
本发明涉及电化学探测技术，尤其涉及一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极及其制备方法。
背景技术
水体中酸根含量是水质监测的重要指标，同时对于水体富营养化程度、海水营养盐分布，以及工业污染的监测和研究具有重要意义。目前，除了传统分光光度法取样检测酸根含量的方法之外，应用最多的酸根离子选择性电极是带有内参比电极和内充电解液的液膜型电极。然而，这种类型的电极难以小型化，不易与其他电极集成；而且内充电解液会通过敏感膜扩散从而导致其浓度改变，产生信号漂移，影响电极的稳定性。
由于上述原因，液膜电极并不适用于原位测量，尤其是海洋环境的长期监测。因此全固态酸根离子选择性电极的研究尤为重要。本发明针对这一需求提出了一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极包括金属丝、聚苯胺、酸根掺杂聚苯胺，金属丝下部表面电镀导电聚苯胺，聚苯胺经过酸根掺杂形成一层掺杂聚苯胺。
所述的金属丝是Au、Ag、Pt、Ir，或者是表面包覆有Au、Ag、Pt、Ir金属膜的铜丝或镍丝。所述的酸根是磷酸根、硝酸根、硫酸根、碳酸根、甲酸根、乙酸根、氢氰酸根、砷酸根中的一种。所述的聚苯胺是金属丝在苯胺单体的盐酸溶液中电镀形成的。所述的酸根掺杂聚苯胺是聚苯胺在相应的酸溶液或盐溶液中通过电化学反应原位形成的。
基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极的制备方法的步骤如下：
1）将长度为3～5厘米的金属丝，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1～2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将苯胺与盐酸按1:1的摩尔比配制成0.5～1M的盐酸苯胺溶液，或者将盐酸苯胺片状固体，溶解于去离子水中，制得0.5～1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在金属丝的表层电镀一层聚苯胺；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5-20cls；三电极体系中金属丝为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的金属丝在0.5～1M的酸溶液或盐溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中金属丝为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5-20cls。
所说的酸是磷酸、硝酸、硫酸、碳酸、甲酸、乙酸、氢氰酸、砷酸中的一种；所说的盐是这些酸的钾盐、钠盐及其水合物中的一种。
本发明的全固态电极制备方法简便，灵敏度高，探测下限低，响应时间短，使用寿命长，体积小易于与其他传感器集成使用，而且克服了传统分光光度法测量的弊端，测定时间短，无需破坏样品。特别适用于水体中酸根的原位检测以及长期监测。
附图说明
图1是基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极的结构示意图；
图中：金属丝1、聚苯胺2、酸根掺杂聚苯胺3；
图2是聚苯胺在扫描电镜下放大7000倍的图像；
图3 是磷酸掺杂聚苯胺在扫描电镜下放大3000倍的图像。
具体实施方式
基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极包括金属丝1、聚苯胺2、酸根掺杂聚苯胺3，金属丝1下部表面电镀导电聚苯胺2，聚苯胺2经过酸根掺杂形成一层掺杂聚苯胺3。
所述的金属丝1是Au、Ag、Pt、Ir，其作用是将电极表面产生的电信号传递给探测电路。使用性质相对稳定的贵金属，可以避免金属丝1自身与水体中的组分因电化学反应形成的干扰信号。为降低成本，可以使用表面包覆有Au、Ag、Pt、Ir金属膜的铜丝或镍丝作为电极基材。
所述的酸根是磷酸根、硝酸根、硫酸根、碳酸根、甲酸根、乙酸根、氢氰酸根、砷酸根中的一种。这几种酸根的含量是影响化工用水，养殖用水等水质的重要指标。也是监测水体富营养化及污染程度的重要参数，对于环境监测、环境修复以及环境科学研究具有重要意义。
所述的聚苯胺2是金属丝在苯胺单体的盐酸溶液中电镀形成的。氢离子在聚合过程中对聚苯胺分子的掺杂使聚苯胺2具有良好的导电性，二者之间的电流传导不存在明显的层间屏障；此外，导电聚苯胺还具有生物毒性，对于防止水体中微生物附着，延长电极寿命有重要作用。
所述的酸根掺杂聚苯胺3是聚苯胺2在相应的酸溶液或盐溶液中通过电化学反应原位形成的。
由于聚苯胺的共轭结构，使N上的孤对电子发生游离呈现出正电性，酸或盐溶液中的酸根阴离子会通过静电力的作用与正电性的N结合。酸根作为交联剂将聚苯胺分子内或分子间稳定交联，使得酸根稳定掺杂在聚苯胺体系中。电化学扫描方法大大缩短了反应时间。掺杂前导电聚苯胺在扫描电镜下观察其形态分明，呈一个一个的独立突起状附着在电极表面（如图2所示），酸掺杂后，聚苯胺的颗粒状独立结构消失，而呈现出隧道网状结构（以磷酸掺杂聚苯胺为例，如图3所示），有助于形成导电通道，增强电极的导电性能。且掺杂态的聚苯胺对溶液中同类酸根离子具有电化学响应，且只对特定离子有响应，抗干扰性能很好。另一方面，原位扫描使得表面聚苯胺分子上掺杂了酸根离子，而内层聚苯胺成分不变，进一步减小了电极的层间传导屏障，提高里电极的灵敏度。本发明所采用的电化学掺杂方法，只需两步操作，简便易行，成本低廉。
基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极的制备方法的步骤如下：
1）将长度为3～5厘米的金属丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1～2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将苯胺与盐酸按1:1的摩尔比配制成0.5～1M的盐酸苯胺溶液，或者将盐酸苯胺片状固体，溶解于去离子水中，制得0.5～1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在金属丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5-20cls；三电极体系中金属丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的金属丝1在0.5～1M的酸溶液或盐溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中金属丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5-20cls。
所说的酸是磷酸、硝酸、硫酸、碳酸、甲酸、乙酸、氢氰酸、砷酸中的一种；所说的盐是这些酸的钾盐、钠盐及其水合物中的一种。
实施例1
1）将长度为3厘米的金丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将4.66g苯胺与50mL1M的盐酸加入100mL容量瓶中，加水至刻线配制成0.5M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在金丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls；三电极体系中金丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的金丝1在0.5M的磷酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中金丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls。
实施例2
1）将长度为4厘米的银丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取0.972g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得0.5M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在银丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls；三电极体系中银丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的银丝1在0.75M的磷酸钾溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中银丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls。
实施例3
1）将长度为5厘米的铂丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将9.31g苯胺溶于100mL1M的盐酸中得到1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在铂丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中铂丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的铂丝1在1M的硝酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中铂丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例4
1）将长度为3厘米的铱丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在铱丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls；三电极体系中铱丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的铱丝1在0.5M的硝酸钠溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中铱丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls。
实施例5
1）将长度为4厘米的镀金铜丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将4.66g苯胺与50mL1M的盐酸加入100mL容量瓶中，加水至刻线配制成0.5M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在镀金铜丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls；三电极体系中镀金铜丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的镀金铜丝1在0.75M的硫酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中镀金铜丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls。
实施例6
1）将长度为5厘米的镀铂镍丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取0.972g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得0.5M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在镀铂镍丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中镀铂镍丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的镀铂镍丝1在1M的硫酸钾溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中镀铂镍丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例7
1）将长度为3厘米的金丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将9.31g苯胺溶于100mL1M的盐酸中得到1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在金丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls；三电极体系中金丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的金丝1在0.5M的碳酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中金丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls。
实施例8
1）将长度为4厘米的银丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在银丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls；三电极体系中银丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的银丝1在0.75M的碳酸钠溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中银丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls。
实施例9
1）将长度为5厘米的铂丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将4.66g苯胺与50mL1M的盐酸加入100mL容量瓶中，加水至刻线配制成0.5M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在铂丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中铂丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的铂丝1在1M的甲酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中铂丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例10
1）将长度为3厘米的铱丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取0.972g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得0.5M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在铱丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls；三电极体系中铱丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的铱丝1在0.5M的甲酸钠溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中铱丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为20cls。
实施例11
1）将长度为4厘米的镀金铜丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将9.31g苯胺溶于100mL1M的盐酸中得到1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在镀金铜丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls；三电极体系中镀金铜丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的镀金铜丝1在0.75M的乙酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中镀金铜丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为10cls。
实施例12
1）将长度为5厘米的镀铂镍丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在镀铂镍丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中镀铂镍丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的镀铂镍丝1在1M的乙酸钠溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中镀铂镍丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例13
1）将长度为5厘米的金丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在金丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中金丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的金丝1在1M的氢氰酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中金丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例14
1）将长度为5厘米的银丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在银丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中银丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的银丝1在1M的氢氰酸钾溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中银丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例15
1）将长度为5厘米的铂丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在铂丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中铂丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的铂丝1在1M的砷酸溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中铂丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
实施例16
1）将长度为5厘米的铱丝1，先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）秤取1.944g盐酸苯胺片状固体溶解于15mL去离子水中，制得1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在铱丝1的表层电镀一层聚苯胺2；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls；三电极体系中铱丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的铱丝1在1M的砷酸钠溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中铱丝1为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5cls。
Claims (4)
1.一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极，其特征在于包括金属丝（1）、聚苯胺（2）、酸根掺杂聚苯胺（3），金属丝（1）下部表面电镀导电聚苯胺（2），聚苯胺（2）经过酸根掺杂在表面形成一层掺杂聚苯胺（3）；酸根掺杂聚苯胺（3）是聚苯胺在相应的酸溶液或盐溶液中通过电化学反应原位形成的，所述的酸根是磷酸根。
2.根据权利要求1所述的一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极，其特征在于，所述的金属丝（1）是Au、Ag、Pt、Ir，或者是表面包覆有Au、Ag、Pt、Ir金属膜的铜丝或镍丝。
3.根据权利要求1所述的一种基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极，其特征在于，所述的聚苯胺（2）是金属丝（1）在苯胺单体的盐酸溶液中电镀形成的。
4.一种如权利要求1所述基于掺杂聚苯胺的固体酸根电极的制备方法，其特征在于它的步骤如下：
1）将长度为3～5厘米的金属丝（1），先在丙酮溶液中超声清洗，除去表面油污，再在1～2M稀盐酸中超声清洗，除去氧化物，再用去离子水超声清洗后干燥；
2）将苯胺与盐酸按1:1的摩尔比配制成0.5～1M的盐酸苯胺溶液，或者将盐酸苯胺片状固体，溶解于去离子水中，制得0.5～1M的盐酸苯胺溶液；通过CHI760D电化学工作站用循环伏安法在金属丝（1）的表层电镀一层聚苯胺（2）；其中，扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5-20cls；三电极体系中金属丝（1）为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极；电镀完成后用无水酒精淋洗电极，去掉电极表面的苯胺低聚物，待酒精挥发后待用；
3）将已镀聚苯胺的金属丝在0.5～1M的磷酸溶液或磷酸盐溶液中进行酸根掺杂，三电极体系中金属丝（1）为工作电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为商业Ag/AgCl电极，循环伏安法扫描电压为0-0.5V，扫描速度为50mV/s，扫描循环数为5-20cls。
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