CN108663423A - 一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用 - Google Patents

一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108663423A
CN108663423A CN201810454785.8A CN201810454785A CN108663423A CN 108663423 A CN108663423 A CN 108663423A CN 201810454785 A CN201810454785 A CN 201810454785A CN 108663423 A CN108663423 A CN 108663423A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
cnfs
modified carbon
beams
microelectrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810454785.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108663423B (zh
Inventor
袁华
赵延坤
张安康
丛海林
于冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University
Original Assignee
Qingdao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University filed Critical Qingdao University
Priority to CN201810454785.8A priority Critical patent/CN108663423B/zh
Publication of CN108663423A publication Critical patent/CN108663423A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108663423B publication Critical patent/CN108663423B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/48—Systems using polarography, i.e. measuring changes in current under a slowly-varying voltage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改性碳纤维微电极的制备方法，包括碳纤维的表面活化、涂覆催化剂、气相沉积碳纳米纤维、沉积铜纳米颗粒和组装等步骤，本发明还公开了上述改性碳纤维微电极在检测氮氧化物浓度中的应用；本发明在碳纤维表面气相沉积碳纳米纤维，可增加碳纤维的比表面积，提高碳纤维和离子的接触概率，沉积的铜纳米颗粒可使碳纤维具有电还原作用，并且能够增强微电极重复使用的稳定性，从而构建出“电化学迁移和铜氧化还原”电化学作用下协同检测硝酸盐的碳纤维微电极，与现有碳纤维微电极相比，该碳纤维微电极具有检测灵敏度高、输出稳定、能耗低、检测速度快、操作简单且制备成本低等优点，可对空气中的氮氧化物进行实时检测。

Description

一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及电化学传感器领域，尤其涉及一种改性碳纤维微电极的制备方法及其在检测空气中氮氧化物的应用。
背景技术
硝酸盐是大气污染物中水溶性离子的主要成分，可导致多种灾害，如使人咳嗽、胸闷、哮喘。空气中的氮氧化物的光化学反应是硝酸盐的主要来源之一，源于燃煤锅炉排放和机动车尾气等。氮氧化物能产生消光作用，降低能见度，增加空气中颗粒物的吸水性，影响颗粒的光学性质和化学组成，还会增加大气的酸度，形成酸雨，产生严重的环境问题。
检测硝酸盐含量的方法很多，如离子色谱、傅里叶变换红外光谱、毛细管电泳等，但这些方法存在很多的缺陷，如样品处理复杂、检测结果稳定性差、耗能大等。这些方法也无法实时检测空气中氮氧化物的浓度，无法及时掌握空气污染对人体健康造成伤害的程度。
电化学方法是实时监测空气中氮氧化物含量的一种可行的方法，具有便携、实用、简单的优点。电极是电化学反应体系的核心部分，碳纤维电极作为一种质量轻、耐化学腐蚀、强度高的电极，被广泛的应用于电化学检测。但是，现有用于检测氮氧化物的碳纤维电极普遍存在检测灵敏度低的问题。
发明内容
本发明针对现有用于检测氮氧化物的碳纤维电极存在检测灵敏度低的问题，提供一种用于检测氮氧化物的改性碳纤维微电极的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种改性碳纤维微电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)表面活化：将一束未上浆的碳纤维依次置于无水乙醇和超纯水中，分别超声洗涤5min，再置于浓度为65％的硝酸溶液中进行表面活化，活化温度为100-120℃，时间为1-2h，再用0.1mol/L的NaOH将活化后碳纤维表面的硝酸进行中和，用去离子水把碳纤维清洗干净；
2)涂覆催化剂：配制催化剂Ni(NO3)2·6H2O浓度为0.05-1mol/L的乙醇溶液，将活化后的碳纤维浸渍其中，1h后取出，80℃烘干30min；
3)气相沉积碳纳米纤维：将步骤2)涂覆有催化剂的碳纤维均匀缠绕在石墨架上，放入CVD立式炉内，15L/min N2流保护升温至450℃，恒温十分钟后抽真空，再通入流速为15-20L/min的H2，保温1h，将催化剂还原为镍纳米颗粒，关闭H2流，通入流速为10L/min N2，将炉温升至600℃，通入体积比为1:1:2的C2H2、H2与N2的混合气体，流速为15-25L/min，1-2h后，保留N2气氛，关掉其他气体，将炉体自然降至室温后取出，依次置于无水乙醇和超纯水中进行超声洗涤，60℃烘干，即制得表面生长碳纳米纤维的碳纤维CNFs/CF；
4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出15-25根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入浓度为10-20mM的硫酸铜水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.25～-0.3V，沉积时间10-30s，将CNFs/CF束从电极中分离出，制得Cu/CNFs改性碳纤维束；
5)组装：从改性碳纤维束中取出一根单丝，用导电银胶将未沉积铜纳米颗粒的一端与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，将沉积有铜纳米颗粒的一端从尖头尖端露出1cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得改性碳纤维微电极。
步骤1)所述碳纤维规格为T700或T800。相比于T300碳纤维，T700或T800的碳纤维强度较高，制备微电极时单丝不易折断，纤维中缺陷较少，保证微电极具有稳定的灵敏度；相比于T1000或T1200碳纤维，T700或T800碳纤维生产工艺相对简单，价格较低，制备出的微电极成本低。
步骤1)中碳纤维表面活化为液相氧化法或者等离子体氧化法中的一种。
本发明的有益效果是：本发明在碳纤维表面气相沉积碳纳米纤维，可增加碳纤维的比表面积，提高碳纤维和离子的接触概率，沉积的铜纳米颗粒可使碳纤维具有电还原作用，并且能够增强微电极重复使用的稳定性，从而构建出“电化学迁移和铜氧化还原”电化学作用下协同检测硝酸盐的碳纤维微电极，与现有碳纤维微电极相比，该碳纤维微电极具有检测灵敏度高、输出稳定、能耗低、检测速度快、操作简单且制备成本低等优点，可对空气中的氮氧化物进行实时检测。
进一步，步骤4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出15-25根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入10-20mM的硫酸铜、10wt％的聚苯胺和1wt％的高氯酸锂的混合水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.25～-0.3V，沉积时间10-30s，将CNFs/CF束从电极中分离出，按1g壳聚糖配比100ml冰醋酸配制0.5wt％的稀溶液，将CNFs/CF束浸入其中进行涂覆，取出晾干后即制得Cu/PANI/CNFs改性碳纤维束。
本发明采用上述进一步技术方案的有益效果是：聚苯胺PANI具有较好的导电性和电化学性能，可辅助增强铜纳米颗粒的导电性和电还原作用，从而使改性碳纤维微电极更灵敏；用壳聚糖和冰醋酸的稀溶液对改性碳纤维束涂覆后可固定铜纳米颗粒，进一步增加改性碳纤维微电极的稳定性。
本发明还公开了上述方法制备出的改性碳纤维微电极在检测空气中的氮氧化物的应用，其特征在于，检测步骤为：
a.将改性碳纤维微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，形成基于改性碳纤维微电极的电化学传感器；
b.收集一定体积的空气中的细颗粒物，溶解其中的盐类，配置成水溶液，加入pH为2.0的PBS缓冲溶液；
c.用循环伏安法或者脉冲伏安法对水溶液进行检测，扫描速度为100mV/s，检测限为1μM；
d.采集数据，生成DPV图，根据DPV特征峰计算氮氧化物的含量。
附图说明
图1为本发明制备的改性碳纤维微电极的结构示意图，各部分分别为：
1、改性碳纤维单丝，2、银丝，3、聚丙烯微锥管，4、导电银胶，5、环氧树脂胶；
图2为实施例1制备的Cu/CNFs改性碳纤维单丝的扫描图；
图3为现有碳纤维微电极用碳纤维单丝的扫描图；
图4为实施例2制备的Cu/CNFs改性碳纤维微电极检测浓度为250μM硝酸盐的DPV图；
图5为实施例3制备的Cu/PANI/CNFs改性碳纤维微电极检测浓度为50μM硝酸盐的DPV图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种改性碳纤维微电极的制备方法，包括以下步骤：
1)表面活化：将一束未上浆的T700碳纤维依次置于无水乙醇和超纯水中，分别超声洗涤5min，再置于浓度为65％的硝酸溶液中采用液相氧化法对碳纤维进行表面活化，活化温度为100℃，时间为2h，再用0.1mol/L的NaOH将活化后碳纤维表面的硝酸进行中和，用去离子水把碳纤维清洗干净；
2)涂覆催化剂：配制催化剂Ni(NO3)2·6H2O浓度为0.05mol/L的乙醇溶液，将活化后的碳纤维浸渍其中，1h后取出，80℃烘干30min；
3)气相沉积碳纳米纤维：将步骤2)涂覆有催化剂的碳纤维均匀缠绕在石墨架上，放入CVD立式炉内，15L/min N2流保护升温至450℃，恒温十分钟后抽真空，再通入流速为15L/min的H2，保温1h，将催化剂还原为镍纳米颗粒，关闭H2流，通入流速为10L/min N2，将炉温升至600℃，通入体积比为1:1:2的C2H2、H2与N2的混合气体，流速为15L/min，2h后，保留N2气氛，关掉其他气体，将炉体自然降至室温后取出，依次置于无水乙醇和超纯水中进行超声洗涤，60℃烘干，即制得表面生长碳纳米纤维的碳纤维CNFs/CF；
4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出15根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入浓度为10-20mM的硫酸铜水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.25V，沉积时间30s，将CNFs/CF束从电极中分离出，制得Cu/CNFs改性碳纤维束；
5)组装：从Cu/CNFs改性碳纤维束中取出一根Cu/CNFs改性碳纤维单丝1，用导电银胶4将未沉积铜纳米颗粒的一端与银丝2粘结，导电银胶4固化后，放入聚丙烯微锥管3尖头中，将沉积有铜纳米颗粒的一端从尖头尖端露出1cm，用环氧树脂胶5把银丝2固定在聚丙烯微锥管中，制得Cu/CNFs改性碳纤维微电极。
实施例2
一种改性碳纤维微电极的制备方法，包括以下步骤：
1)表面活化：将一束未上浆的T800碳纤维依次置于无水乙醇和超纯水中，分别超声洗涤5min，再置于浓度为65％的硝酸溶液中采用等离子体氧化法对碳纤维进行表面活化，活化温度为110℃，时间为1.5h，再用0.1mol/L的NaOH将活化后碳纤维表面的硝酸进行中和，用去离子水把碳纤维清洗干净；
2)涂覆催化剂：配制催化剂Ni(NO3)2·6H2O浓度为0.5mol/L的乙醇溶液，将活化后的碳纤维浸渍其中，1h后取出，80℃烘干30min；
3)气相沉积碳纳米纤维：将步骤2)涂覆有催化剂的碳纤维均匀缠绕在石墨架上，放入CVD立式炉内，15L/min N2流保护升温至450℃，恒温十分钟后抽真空，再通入流速为17L/min的H2，保温1h，将催化剂还原为镍纳米颗粒，关闭H2流，通入流速为10L/min N2，将炉温升至600℃，通入体积比为1:1:2的C2H2、H2与N2的混合气体，流速为20L/min，1.5h后，保留N2气氛，关掉其他气体，将炉体自然降至室温后取出，依次置于无水乙醇和超纯水中进行超声洗涤，60℃烘干，即制得表面生长碳纳米纤维的碳纤维CNFs/CF；
4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出20根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入浓度为10-20mM的硫酸铜水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.3V，沉积时间10s，将CNFs/CF束从电极中分离出，制得Cu/CNFs改性碳纤维束；
5)组装：从Cu/CNFs改性碳纤维束中取出一根Cu/CNFs改性碳纤维单丝1，用导电银胶4将未沉积铜纳米颗粒的一端与银丝2粘结，导电银胶4固化后，放入聚丙烯微锥管3尖头中，将沉积有铜纳米颗粒的一端从尖头尖端露出1cm，用环氧树脂胶5把银丝2固定在聚丙烯微锥管中，制得Cu/CNFs改性碳纤维微电极。
实施例3
一种改性碳纤维微电极的制备方法，包括以下步骤：
1)表面活化：将一束未上浆的T700碳纤维依次置于无水乙醇和超纯水中，分别超声洗涤5min，再置于浓度为65％的硝酸溶液中采用液相氧化法对碳纤维进行表面活化，活化温度为120℃，时间为1h，再用0.1mol/L的NaOH将活化后碳纤维表面的硝酸进行中和，用去离子水把碳纤维清洗干净；
2)涂覆催化剂：配制催化剂Ni(NO3)2·6H2O浓度为1mol/L的乙醇溶液，将活化后的碳纤维浸渍其中，1h后取出，80℃烘干30min；
3)气相沉积碳纳米纤维：将步骤2)涂覆有催化剂的碳纤维均匀缠绕在石墨架上，放入CVD立式炉内，15L/min N2流保护升温至450℃，恒温十分钟后抽真空，再通入流速为20L/min的H2，保温1h，将催化剂还原为镍纳米颗粒，关闭H2流，通入流速为10L/min N2，将炉温升至600℃，通入体积比为1:1:2的C2H2、H2与N2的混合气体，流速为25L/min，1h后，保留N2气氛，关掉其他气体，将炉体自然降至室温后取出，依次置于无水乙醇和超纯水中进行超声洗涤，60℃烘干，即制得表面生长碳纳米纤维的碳纤维CNFs/CF；
4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出25根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入10-20mM的硫酸铜、10wt％的聚苯胺和1wt％的高氯酸锂的混合水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.25～-0.3V，沉积时间10-30s，将CNFs/CF束从电极中分离出，按1g壳聚糖配比100ml冰醋酸配制0.5wt％的稀溶液，将CNFs/CF束浸入其中进行涂覆，取出晾干后即制得Cu/PANI/CNFs改性碳纤维束；
5)组装：从Cu/PANI/CNFs改性碳纤维束中取出一根Cu/PANI/CNFs改性碳纤维单丝1，用导电银胶4将未沉积铜纳米颗粒的一端与银丝2粘结，导电银胶4固化后，放入聚丙烯微锥管3尖头中，将沉积有铜纳米颗粒的一端从尖头尖端露出1cm，用环氧树脂胶5把银丝2固定在聚丙烯微锥管中，制得Cu/PANI/CNFs改性碳纤维微电极。
实施例1-3制备的改性碳纤维微电极在检测空气中的氮氧化物的应用，检测步骤为：
a.将改性碳纤维微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，形成基于改性碳纤维微电极的电化学传感器；
b.收集一定体积的空气中的细颗粒物，溶解其中的盐类，配置成水溶液，加入pH为2.0的PBS缓冲溶液；
c.用循环伏安法或者脉冲伏安法对水溶液进行检测，扫描速度为100mV/s，检测限为1μM；
d.采集数据，生成DPV图，根据DPV特征峰计算氮氧化物的含量。
图2为实施例1制备的Cu/CNFs改性碳纤维单丝的扫描图，图3为现有碳纤维微电极用碳纤维单丝的扫描图，图2中Cu/CNFs改性碳纤维单丝表面均匀分布有垂直于单丝表面的碳纳米纤维，在碳纳米纤维间的单丝表面又附着有密集且均匀的铜纳米颗粒，而图3中现有碳纤维微电极用碳纤维单丝表面仅附着有少量的不连续的金属大颗粒，因此，Cu/CNFs改性碳纤维单丝既具有较大的比表面积又具有较好的电还原能力，更适于制备微电极。
图4为实施例2制备的Cu/CNFs改性碳纤维微电极检测浓度为250μM硝酸盐的DPV图，图中曲线具有明显的特征峰，说明该微电极具有较高的灵敏度。图5为实施例3制备的Cu/PANI/CNFs改性碳纤维微电极检测浓度为50μM硝酸盐的DPV图，和图4相比，图5中特征峰更加明显，峰宽较窄，因此，实施例3所得Cu/PANI/CNFs改性碳纤维微电极灵敏度更高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种改性碳纤维微电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)表面活化：将一束未上浆的碳纤维依次置于无水乙醇和超纯水中，分别超声洗涤5min，再置于浓度为65％的硝酸溶液中进行表面活化，活化温度为100-120℃，时间为1-2h，再用0.1mol/L的NaOH将活化后碳纤维表面的硝酸进行中和，用去离子水把碳纤维清洗干净；
2)涂覆催化剂：配制催化剂Ni(NO3)2·6H2O浓度为0.05-1mol/L的乙醇溶液，将活化后的碳纤维浸渍其中，1h后取出，80℃烘干30min；
3)气相沉积碳纳米纤维：将步骤2)涂覆有催化剂的碳纤维均匀缠绕在石墨架上，放入CVD立式炉内，15L/min N2流保护升温至450℃，恒温十分钟后抽真空，再通入流速为15-20L/min的H2，保温1h，将催化剂还原为镍纳米颗粒，关闭H2流，通入流速为10L/min N2，将炉温升至600℃，通入体积比为1:1:2的C2H2、H2与N2的混合气体，流速为15-25L/min，1-2h后，保留N2气氛，关掉其他气体，将炉体自然降至室温后取出，依次置于无水乙醇和超纯水中进行超声洗涤，60℃烘干，即制得表面生长碳纳米纤维的碳纤维CNFs/CF；
4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出15-25根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入浓度为10-20mM的硫酸铜水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.25～-0.3V，沉积时间10-30s，将CNFs/CF束从电极中分离出，制得Cu/CNFs改性碳纤维束；
5)组装：从改性碳纤维束中取出一根单丝，用导电银胶将未沉积铜纳米颗粒的一端与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，将沉积有铜纳米颗粒的一端从尖头尖端露出1cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得改性碳纤维微电极。
2.根据权利要求1所述的改性碳纤维微电极的制备方法，其特征在于，步骤1)所述碳纤维规格为T700或T800。
3.根据权利要求1所述的改性碳纤维微电极的制备方法，其特征在于，步骤1)碳纤维表面活化为液相氧化法或者等离子体氧化法中的一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改性碳纤维微电极的制备方法，其特征在于，步骤4)沉积铜纳米颗粒：从步骤3)所得到的CNFs/CF中取出15-25根作为一束，用导电银胶将CNFs/CF束与银丝粘结，导电银胶固化后，放入聚丙烯微锥管尖头中，CNFs/CF束从尖头尖端露出1.5cm，用环氧树脂胶把银丝固定在聚丙烯微锥管中，制得CNFs/CF-Ag微电极，将CNFs/CF-Ag微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，将三电极体系放入10-20mM的硫酸铜、10wt％的聚苯胺和1wt％的高氯酸锂的混合水溶液中，采用计时电流法，在尖头尖端露出的CNFs/CF束表面沉积铜纳米颗粒，沉积电压为-0.25～-0.3V，沉积时间10-30s，将CNFs/CF束从电极中分离出，按1g壳聚糖配比100ml冰醋酸配制0.5wt％的稀溶液，将CNFs/CF束浸入其中进行涂覆，取出晾干后即制得Cu/PANI/CNFs改性碳纤维束。
5.一种改性碳纤维微电极在检测空气中的氮氧化物的应用，其特征在于，检测步骤为：
a.将改性碳纤维微电极与参比电极和对电极一起正确连接在电化学工作站上，形成基于改性碳纤维微电极的电化学传感器；
b.收集一定体积的空气中的细颗粒物，溶解其中的盐类，配置成水溶液，加入pH为2.0的PBS缓冲溶液；
c.用循环伏安法或者脉冲伏安法对水溶液进行检测，扫描速度为100mV/s，检测限为1μM；
d.采集数据，生成DPV图，根据DPV特征峰计算氮氧化物的含量。
CN201810454785.8A 2018-05-14 2018-05-14 一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用 Active CN108663423B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810454785.8A CN108663423B (zh) 2018-05-14 2018-05-14 一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810454785.8A CN108663423B (zh) 2018-05-14 2018-05-14 一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108663423A true CN108663423A (zh) 2018-10-16
CN108663423B CN108663423B (zh) 2020-03-17

Family

ID=63779327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810454785.8A Active CN108663423B (zh) 2018-05-14 2018-05-14 一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108663423B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109709187A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种碳纤维及其制备方法与应用
CN110794012A (zh) * 2019-10-23 2020-02-14 中国科学院化学研究所 微电极和含有微电极的探针及其在脑内测定氧气含量中的用途
CN110940712A (zh) * 2019-11-14 2020-03-31 杭州电子科技大学 一种检测多巴胺的微型电化学传感器的制备方法
CN113702455A (zh) * 2021-08-04 2021-11-26 华南农业大学 一种碳纳米管/氧化亚铜/金纳米颗粒/碳纤维丝电极、电化学传感器及制备与应用
CN114076786A (zh) * 2020-08-17 2022-02-22 国家能源投资集团有限责任公司 碳纤维微电极及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101013101A (zh) * 2006-11-15 2007-08-08 武汉大学 一种纳米碳纤维盘电极的制备方法
CN106770574A (zh) * 2017-01-16 2017-05-31 华南理工大学 一种多壁碳纳米管修饰碳纤维微电极及其制备方法
CN206420814U (zh) * 2017-01-16 2017-08-18 华南理工大学 一种多壁碳纳米管修饰碳纤维微电极

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101013101A (zh) * 2006-11-15 2007-08-08 武汉大学 一种纳米碳纤维盘电极的制备方法
CN106770574A (zh) * 2017-01-16 2017-05-31 华南理工大学 一种多壁碳纳米管修饰碳纤维微电极及其制备方法
CN206420814U (zh) * 2017-01-16 2017-08-18 华南理工大学 一种多壁碳纳米管修饰碳纤维微电极

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JONG, GEUS: "Carbon Nanofibers: Catalytic Synthesis and Applications", 《CARBON NANOFIBERS: CATALYTIC SYNTHESIS AND APPLICATIONS》 *
OZYILMAZ, TUKEN ET AL.: "The electrochemical synthesis and corrosion performance of polyaniline on copper", 《PROGRESS IN ORGANIC COATINGS》 *
ROMERO, GARRIDO ET AL.: "The influence of operating conditions on the growth of carbon nanofibers on carbon nanofiber-supported nickel catalysts", 《APPLIED CATALYSIS A: GENERAL》 *
SARAC, ATES ET AL.: "Electrochemical impedance spectroscopic study of polyaniline on platinum, glassy carbon and carbon fiber microelectrodes", 《INT. J. ELECTROCHEM. SCI》 *
YANG, YU ET AL.: "Applications of a copper microparticle-modified carbon fiber microdisk array electrode for the simultaneous determination of aminoglycoside antibiotics by capillary electrophoresis", 《JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A》 *
YU, ZHANG ET AL.: "Electrochemical detection of nitrate in PM2.5 with a copper-modified carbon fiber micro-disk electrode", 《TALANTA》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109709187A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种碳纤维及其制备方法与应用
CN109709187B (zh) * 2018-12-21 2021-07-13 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种碳纤维及其制备方法与应用
CN110794012A (zh) * 2019-10-23 2020-02-14 中国科学院化学研究所 微电极和含有微电极的探针及其在脑内测定氧气含量中的用途
CN110940712A (zh) * 2019-11-14 2020-03-31 杭州电子科技大学 一种检测多巴胺的微型电化学传感器的制备方法
CN110940712B (zh) * 2019-11-14 2022-03-29 杭州电子科技大学 一种检测多巴胺的微型电化学传感器的制备方法
CN114076786A (zh) * 2020-08-17 2022-02-22 国家能源投资集团有限责任公司 碳纤维微电极及其制备方法和应用
CN113702455A (zh) * 2021-08-04 2021-11-26 华南农业大学 一种碳纳米管/氧化亚铜/金纳米颗粒/碳纤维丝电极、电化学传感器及制备与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108663423B (zh) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108663423A (zh) 一种改性碳纤维微电极的制备方法及应用
CN105717174B (zh) 改性氧化石墨烯复合修饰电极在检测水体中痕量重金属离子的电化学检测方法
CN103048372A (zh) 一种基于石墨烯/碳纳米管的生物传感器的制备方法
CN103913496A (zh) 一种修饰玻碳电极的制备方法及其应用
CN109164151A (zh) 一种痕量检测铜离子的CoNiO2纳米材料修饰玻碳电极的方法
CN103303861A (zh) 三维有序贵金属纳米管阵列电极及其制备方法
CN104569085B (zh) 高灵敏高选择的金属汞离子电化学传感器
CN103675076A (zh) 一种检测多巴胺的电化学适配体传感器的制备方法及应用
CN104101630A (zh) 一种基于纳米颗粒自组装制备纳米多孔结构的方法及其应用
CN109187679B (zh) 一种电化学传感器及其制备方法和应用
Lochab et al. Recent advances in carbon based nanomaterials as electrochemical sensor for toxic metal ions in environmental applications
CN104897746A (zh) 高灵敏高选择性检测mc-lr的核酸适配体光电化学传感器的制备方法
CN1146727C (zh) 金单晶纳米岛阵列薄膜及电极的制备方法
CN112014373B (zh) 一种sers拉曼基底、其制备及农药残留的分析检测方法
CN110441364A (zh) 一种超薄MXene纳米材料及其制备方法和应用
CN110441367A (zh) 一种利用纳米金-石墨烯复合电极检测Cu2+的电化学方法
CN101165213B (zh) 分散后自组装的金纳米棒阵列电极制备方法
CN104280448B (zh) 一种测定pm2.5中铅离子浓度的方法
CN109298038B (zh) 一种MnCo2O4/聚苯胺修饰玻碳电极的制备方法及应用
CN105259231A (zh) 用于土霉素检测的电化学适体电极及其制备方法
CN114235924A (zh) 一种卷心菜结构的Pt/Au纳米合金修饰针灸针的无酶血糖传感器微电极及其制备
CN111272843B (zh) 一种纳米线构建的FeCo网状结构纳米材料及其制备方法与应用
CN106018532B (zh) 氧化石墨烯与植酸修饰电极的制备及组装的电化学检测装置
CN205749393U (zh) 氧化石墨烯与植酸修饰电极及其电化学传感器
CN1303710C (zh) 一种纳米结构铂超薄膜碳电极的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant