CN109239147B - 一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法 - Google Patents

一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g‑C3N4的制备方法，其特征在于：将邻菲啰啉衍生物与亚铁盐配成乙醇溶液，与尿素的乙醇溶液混合，充分搅拌后，蒸干溶剂乙醇，然后煅烧得到产品。利用所制备的邻菲啰啉共聚改性g‑C3N4修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，对不同浓度的4‑NP溶液进行电化学检测。该方法材料制备简单，条件温和，成本低廉；对4‑NP的电流响应快、灵敏度高、检测限低、实用性强。该材料及方法具有很好的应用前景。

Description

一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法
技术领域
本发明涉及一种对4-NP具有低检测限，优良选择性的检测方法，属于环境污染物检测技术领域，具体为一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法。
背景技术
对硝基苯酚(4-NP)是一种广泛应用的化工产品，常用作农药、医药、染料等精细化学品的中间体。用于制造非那西丁、扑热息痛、农药1605、显影剂米妥尔、硫化草绿GN、硫化还原黑CL、硫化还原黑CLB、硫化还原蓝RNX、硫化红棕B3R。也用作皮革防霉剂以及酸值指示剂。随着使用量的增加，每年都有大量的对硝基苯酚泄漏进入环境。4-NP具有有很强的毒性。可经皮肤吸收，引起过敏。其对中枢神经末梢有刺激作用和抑制作用，还可导致高铁血色素症和呼吸困难。联合国、国际海事组织和美国环保署都将其认定为有毒污染物。地面水最高容许浓度为0.02mg/L。4-NP对环境的危害不容忽视。因4-NP微溶于水，在水体中的溶解度通常较低，而且低浓度下无色无味，被4-NP污染的水体通常难以被直接发现。所以，针对4-NP的检测技术受到广泛关注。
基于以上技术背景，本技术发明了一种修饰电极材料——邻菲啰啉共聚改性g-C3N4的制备方法，并将其应用于4-NP的有效检测。该方法的优点是：1.材料制备简单，成本低廉；2.对4-NP的电流响应快、灵敏度高、检测限低；3.对江水、自来水等实际水体中的4-NP检测性能优异，具有很强的实用性能。该材料及方法具有很好的应用前景，相关方法未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法及其电化学检测4-NP的方法。
本发明采用如下手段：一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法，
1、一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法，其特征在于：
(1)将邻菲啰啉衍生物与亚铁盐溶于10mL乙醇形成溶液A；
(2)将10g尿素溶于20mL去离子水形成溶液B；
(3)将溶液A和溶液B混合，在室温下搅拌12小时；
(4)将由(3)所得混和液用80℃水浴加热至溶剂乙醇完全挥发干；
(5)将由(4)所得固体80℃真空干燥，然后充分研磨，最后用马弗炉煅烧，即得产品邻菲啰啉共聚改性g-C3N4；
(6)将邻菲啰啉共聚改性g-C3N4用去离子水配制成悬浊液，滴涂至预先清洗干净的玻碳电极上；邻菲啰啉共聚改性g-C3N4的浓度为1mg/mL；
(7)利用所制备的邻菲啰啉共聚改性g-C3N4修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，以0.2M的磷酸二氢钠缓冲液(PH＝7.4)作为支持电解质溶液，在不同浓度的4-NP溶液中，进行微分脉冲伏安法(DPV)扫描。
进一步地，上述(1)的邻菲啰啉衍生物为5，6位氨基或羰基衍生物，包括邻菲啰啉-5，6-二酮和邻菲啰啉-5，6-二胺；
进一步地，上述(1)邻菲啰啉衍生物与亚铁盐中亚铁的摩尔比为3:1。所述亚铁为硫酸亚铁、氯化亚铁等常见亚铁盐及其带结晶水的化合物；
进一步地，上述(5)马弗炉煅烧条件为：以2.5℃/min的升温速率从室温加热到550℃，然后保温2h。
本发明的优点是：该方法材料制备简单，成本低廉；对4-NP的电流响应快、灵敏度高、检测限低、实际应用性能强。该材料及方法具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1产品的XRD谱图。
图2为本发明实施例1产品的SEM图。
图3为本发明实施例1产品对不同浓度4-NP的微分脉冲伏安法(DPV)扫描图。
图4为本发明实施例1产品对不同浓度4-NP的微分脉冲伏安法(DPV)扫描所得峰电流与4-NP浓度关系图。
具体实施方式
在本发明方法中，g-碳三氮四与g-C3N4是指同一种物质。
实施例1
称取0.09mmol的邻菲啰啉-5,6-二酮和0.03mmol的FeSO4·7H2O溶解于20mL无水乙醇中形成溶液A，然后再将10g的尿素溶于20mL去离子水中形成溶液B，随后将这两种溶液混合到一起并在室温下磁力搅拌12h并将该溶液放在80℃的水浴锅中，蒸发其中含有的无水乙醇，然后将其放入80℃的真空干燥箱中烘干得到固体并倒入研钵中研磨成粉末。最后再将研磨后的物质倒入坩埚中，在马弗炉中以2.5℃/min的升温速率从室温加热到550℃，然后保温2h。即得到产品邻菲啰啉共聚改性g-C3N4。
将邻菲啰啉共聚改性g-C3N4用去离子水配成1mg/ml的悬浊液，滴涂至已清洗干净的玻碳电极上，以所制备的硫铟化银修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，以0.2M的磷酸二氢钠缓冲液(PH＝7.4)作为支持电解质溶液，在不同浓度的4-NP溶液中，进行微分脉冲伏安法(DPV)扫描，扫描结果如图4所示。
实施例2
称取0.06mmol的邻菲啰啉-5,6-二酮和0.02mmol的FeSO4·7H2O溶解于20mL无水乙醇中形成溶液A，然后再将10g的尿素溶于20mL去离子水中形成溶液B，随后将这两种溶液混合到一起并在室温下磁力搅拌12h并将该溶液放在80℃的水浴锅中，蒸发其中含有的无水乙醇，然后将其放入80℃的真空干燥箱中烘干得到固体并倒入研钵中研磨成粉末。最后再将研磨后的物质倒入坩埚中，在马弗炉中以2.5℃/min的升温速率从室温加热到550℃，然后保温2h。即得到产品邻菲啰啉共聚改性g-C3N4。
将邻菲啰啉共聚改性g-C3N4用去离子水配成1mg/ml的悬浊液，滴涂至已清洗干净的玻碳电极上，以所制备的硫铟化银修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，以0.2M的磷酸二氢钠缓冲液(PH＝7.4)作为支持电解质溶液，在不同浓度的4-NP溶液中，进行微分脉冲伏安法(DPV)扫描。
实施例3
称取0.09mmol的邻菲啰啉-5,6-二胺和0.03mmol的FeSO4·7H2O溶解于20mL无水乙醇中形成溶液A，然后再将10g的尿素溶于20mL去离子水中形成溶液B，随后将这两种溶液混合到一起并在室温下磁力搅拌12h并将该溶液放在80℃的水浴锅中，蒸发其中含有的无水乙醇，然后将其放入80℃的真空干燥箱中烘干得到固体并倒入研钵中研磨成粉末。最后再将研磨后的物质倒入坩埚中，在马弗炉中以2.5℃/min的升温速率从室温加热到550℃，然后保温2h。即得到产品邻菲啰啉共聚改性g-C3N4。
将邻菲啰啉共聚改性g-C3N4用去离子水配成1mg/ml的悬浊液，滴涂至已清洗干净的玻碳电极上，以所制备的硫铟化银修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，以0.2M的磷酸二氢钠缓冲液(PH＝7.4)作为支持电解质溶液，在不同浓度的4-NP溶液中，进行微分脉冲伏安法(DPV)扫描。
实施例4
称取0.06mmol的邻菲啰啉-5,6-二胺和0.02mmol的FeSO4·7H2O溶解于20mL无水乙醇中形成溶液A，然后再将10g的尿素溶于20mL去离子水中形成溶液B，随后将这两种溶液混合到一起并在室温下磁力搅拌12h并将该溶液放在80℃的水浴锅中，蒸发其中含有的无水乙醇，然后将其放入80℃的真空干燥箱中烘干得到固体并倒入研钵中研磨成粉末。最后再将研磨后的物质倒入坩埚中，在马弗炉中以2.5℃/min的升温速率从室温加热到550℃，然后保温2h。即得到产品邻菲啰啉共聚改性g-C3N4。
将邻菲啰啉共聚改性g-C3N4用去离子水配成1mg/ml的悬浊液，滴涂至已清洗干净的玻碳电极上，以所制备的硫铟化银修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，以0.2M的磷酸二氢钠缓冲液(PH＝7.4)作为支持电解质溶液，在不同浓度的4-NP溶液中，进行微分脉冲伏安法(DPV)扫描。

Claims (4)

1.一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法，其特征在于：
(1)将邻菲啰啉衍生物与亚铁盐溶于10mL乙醇形成溶液A， 所述邻菲啰啉衍生物为5，6位氨基或羰基衍生物，包括邻菲啰啉-5，6-二酮和邻菲啰啉-5，6-二胺；
(2)将10g尿素溶于20mL去离子水形成溶液B；
(3)将溶液A和溶液B混合，在室温下搅拌12小时；
(4)将由(3)所得混和液用80℃水浴加热至溶剂乙醇完全挥发干；
(5)将由(4)所得固体80℃真空干燥，然后充分研磨，最后用马弗炉煅烧，即得产品邻菲啰啉共聚改性g-C3N4；
(6)将邻菲啰啉共聚改性g-C3N4用去离子水配制成悬浊液，滴涂至预先清洗干净的玻碳电极上；邻菲啰啉共聚改性g-C3N4的浓度为1mg/mL；
(7)利用所制备的邻菲啰啉共聚改性g-C3N4修饰的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为对电极，以0.2M pH＝7.4的磷酸二氢钠缓冲液作为支持电解质溶液，在不同浓度的4-NP溶液中，进行微分脉冲伏安法(DPV)扫描。
2.根据权利要求1所述的一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法，其特征在于，步骤(1)邻菲啰啉衍生物与亚铁盐中亚铁的摩尔比为3:1。
3.根据权利要求1所述的一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法，其特征在于，所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁及其带结晶水的化合物。
4.根据权利要求1所述的一种修饰电极材料邻菲啰啉共聚改性g-碳三氮四的制备方法，其特征在于，所述(5)马弗炉煅烧条件为：以2.5℃/min的升温速率从室温加热到550℃，然后保温2h。
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