CN110988058A - 石墨电极的制备方法及对2–氨基偶氮甲苯的检测 - Google Patents

Abstract

本发明β–环糊精修饰的石墨电极，包括一端缠绕有铜丝的石墨棒，另一端的端面具有石蜡层，石墨棒表面电聚合有β–环糊精修饰层。β–环糊精修饰的石墨电极的制备方法，将石墨电极置于含有β–环糊精的缓冲溶液中通电，即得β–环糊精修饰的石墨电极。应用β–环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，将β–环糊精修饰的石墨电极按照三电极工作体系连接后置于待测溶液中检测峰电流，利用峰电流与2–氨基偶氮甲苯浓度之间的关系计算2–氨基偶氮甲苯的浓度。本发明采用电聚合法以β–CD修饰石墨电极，利用差分脉冲伏安法优化了制备条件。应用制备出的β–环糊精修饰的石墨电极对2–氨基偶氮甲苯进行检测，其处理简单、检测周期短。

Description

石墨电极的制备方法及对2–氨基偶氮甲苯的检测

技术领域

本发明属于分析检测材料技术领域，具体涉及一种β–环糊精修饰的石墨电极，还涉及该石墨电极的制备方法，以及应用制备出的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法。

背景技术

2–氨基偶氮甲苯通常用作国产化学试剂、精细化学品、医药中间体和材料中间体等，燃烧产生有毒氮氧化物烟雾，有很强的毒性。世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)已将2–氨基偶氮甲苯评估为一种可能的人类致癌物(2B类)。对眼睛、皮肤和粘膜有刺激作用，人体吸收后能形成高铁血红蛋白而致紫绀，动物实验后有致癌作用。目前，未有单独检测2-氨基偶氮甲苯的分析方法报道。而2–氨基偶氮甲苯在避光且低于零下18℃的环境时是相对稳定的、分解量很微小，在大量连二亚硫酸钠还原剂存在的还原条件下基本都会分解。所以在GB/T17592-2011以及EN14362-1等相关类似禁用偶氮染料检测方法中，几乎不能检测到2–氨基偶氮甲苯。

β–环糊精(β–CD)是一种环状多糖，具有亲水性外表面和疏水性内腔。由于其包接功能可安全应用于食品、药品、化工、农药等领域。也可做电极修饰材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种β-环糊精修饰的石墨电极，解决了现有色谱分析技术操作繁琐，检测成本高、环境污染较多的不足。

本发明的目的还在于提供一种上述β-环糊精修饰的石墨电极的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种应用上述β-环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法。

本发明所采用的第一种技术方案是：一种β-环糊精修饰的石墨电极，包括石墨棒，所述石墨棒的一端缠绕有铜丝，另一端的端面具有石蜡层，所述石墨棒表面通过电聚合有β-环糊精修饰层。

本发明所采用的第二种技术方案是：一种如上所述的β-环糊精修饰的石墨电极的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备石墨电极；

步骤2，将所述石墨电极置于含有β-环糊精的缓冲溶液中，在所述石墨电极表面通过电聚合β-环糊精修饰层，即得β-环糊精修饰的石墨电极。

进一步地，所述步骤1具体为：

步骤1.1，提供石墨棒，进行清洗、晾干后备用；

步骤1.2，将经过步骤1.1处理过的石墨棒放入石蜡熔融液中一段时间，然后取出晾干备用；

步骤1.3，将铜丝打磨后缠绕在所述石墨棒的一端并进行固定；

步骤1.4，将所述石墨棒进行打磨和抛光后进行清洗，然后利用石蜡封住所述石墨棒未缠绕铜丝的一端的端面，即得所述石墨电极。

进一步地，所述步骤2具体为：

步骤2.1，将所述石墨电极置于缓冲溶液中，所述缓冲溶液中含有β-环糊精；

步骤2.2，将缓冲溶液中的石墨电极通电，在限定扫描电位范围内连续循环扫描若干圈，即制得所述β-环糊精修饰的石墨电极。

更进一步地，所述缓冲溶液的pH为5.91～7.73，所述缓冲溶液中的β-环糊精浓度为1.0×10^-4mol·L^-1～9.0×10^-3mol·L^-1；所述缓冲溶液为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、磷酸二氢钾-硼砂缓冲溶液或磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液(PBS)。

进一步地，所述步骤2.2中，在0.3-0.9V、0.2-1.0V、0.1-1.1V、0-1.2V、-0.2-1.4V、-0.4-1.6V扫描电位范围内、以0.1V·s^-1的扫速连续循环扫描6～22圈。

本发明所采用的第三种技术方案是：一种应用β-环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，具体包括如下步骤：

步骤1，将β-环糊精修饰的石墨电极按照三电极工作体系连接后，将三电极置于待测溶液中；

步骤2，利用利用峰电流与2–氨基偶氮甲苯浓度之间的关系公式：

I_p＝(1.4504±0.0016)c+1.472×10^-6±1.47×10^-8(1)

对待测溶液进行检测，

其中，I_p表示峰电流值，单位为A；c表示2–氨基偶氮甲苯的浓度，单位为mol·L^-1。

进一步地，所述三电极工作体系包括信号连接的CHI610D电化学工作站和计算机，所述CHI610D电化学工作站设有设有工作电极接口、参比电极接口和辅助电极接口共3个电极接口，工作电极接口、参比电极接口和辅助电极接口分别与β-环糊精修饰的石墨电极、饱和甘汞电极、铂电极对应连接。

所述步骤2中的公式(1)按照如下步骤得到：

首先，将连接好的三电极工作体系的三电极放入含标准2–氨基偶氮甲苯的缓冲溶液样品溶液中；在差分脉冲法下富集1～6min后，在扫描电位为0.3-0.9V、0.2-1.0V、0.1-1.1V、0-1.2V、-0.2-1.4V、-0.4-1.6V的条件下进行线性伏安扫描，记录峰电流I_p，

其中，所述缓冲溶液样品溶液中标准2–氨基偶氮甲苯的浓度为3.0×10^-7～3.0×10^-5mol·L^-1；

然后，通过分析测得的峰电流I_p，峰电流I_p与缓冲溶液样品溶液中标准2–氨基偶氮甲苯的浓度值之间满足公式(1)。

所述步骤2的具体检测过程为：

步骤2.1，将三电极工作体系的三电极放入待测溶液中，接通电源；

步骤2.2，在差分脉冲法下，富集1～6min后，在扫描电位为在扫描电位为0.3-0.9V、0.2-1.0V、0.1-1.1V、0-1.2V、-0.2-1.4V、-0.4-1.6V的条件下进行线性伏安扫描，记录峰电流I_p；

步骤2.3，将测得的待测溶液中2–氨基偶氮甲苯的峰电流I_p代入公式(1)中，即可计算出待测溶液中2–氨基偶氮甲苯的浓度。

本发明的有益效果是：本发明的方法是采用电聚合法以β–CD修饰PEC，差分脉冲伏安法优化了β–CD修饰铅笔芯电极(β–CD/PEC)的各种制备条件，在最优条件下制备出β–CD/PEC，用于2–氨基偶氮甲苯的伏安行为研究及检测应用。

附图说明

图1是本发明方法中电聚合制备β–CD/PEC的循环伏安曲线；

图2是本发明中使用的传统三电极工作系统装置示意图；

图3是本发明中的电聚合制备β–CD/PEC的条件优化图；

图4是本发明中β–CD/PEC在不同浓度2–氨基偶氮甲苯中浓度与峰电流的关系曲线；

图5是本发明中β–CD/PEC检测2–氨基偶氮甲苯的循环伏安曲线；

图6是本发明中两种不同电极检测2–氨基偶氮甲苯的差分脉冲伏安曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图2所示，本发明提供的β-环糊精修饰的石墨电极1，包括石墨棒12，石墨棒12的一端缠绕有铜丝13、并通过AB胶11固定，石墨棒12另一端的端面用石蜡包裹形成石蜡层10，石墨棒12表面通过电聚合有β-环糊精修饰层。

本发明还公开了一种上述β-环糊精修饰的石墨电极(β–CD/PEC)的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备石墨电极；具体为：

步骤1.1，提供石墨棒，进行清洗、晾干后备用；

步骤1.1是为了通过清洗清楚石墨棒上的杂质。本发明以最常见的2B铅笔芯作为石墨棒为例，说明其清洗过程：将2B铅笔去除裹在外面的木质层(保证铅笔芯表面不被划伤)，截成约1.6cm的小段，依次在硝酸水(硝酸与水体积比为1:1)溶液、无水乙醇和二次蒸馏水中分别超声洗涤5min，晾干备用。

步骤1.2，将经过步骤1.1处理过的石墨棒放入石蜡熔融液中一段时间，使其表面变得更加光滑，保证其导电连续性、稳定性，然后取出晾干备用；

步骤1.3，将铜丝打磨后缠绕在石墨棒的一端并进行固定；

步骤1.4，将石墨棒进行打磨和抛光后用无水乙醇和二次蒸馏水超声洗涤5min，去除表面杂质，然后利用石蜡封住石墨棒未缠绕铜丝的一端的端面，即得石墨电极。

步骤2，将石墨电极置于含有β-环糊精的缓冲溶液中，在石墨电极表面通过电聚合β-环糊精修饰层，即得β-环糊精修饰的石墨电极。具体包括：

步骤2.1，将石墨电极置于缓冲溶液中，缓冲溶液中含有β-环糊精；其中，缓冲溶液的pH为5.91～7.73，缓冲溶液中的β-环糊精浓度为1.0×10^-4mol·L^-1～9.0×10^-3mol·L^-1；缓冲溶液为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、磷酸二氢钾-硼砂缓冲溶液、PBS。

步骤2.2，将缓冲溶液中的石墨电极通电，在0.3-0.9V、0.2-1.0V、0.1-1.1V、0-1.2V、-0.2-1.4V、-0.4-1.6V的扫描电位范围内、以0.1V·s^-1的扫速连续循环扫描6～22圈，即制得β-环糊精修饰的石墨电极。

图1是制备β-环糊精修饰的石墨电极的电聚合曲线图；由图1可以看出，β-环糊精修饰的石墨电极的电聚合循环伏安曲线上没有出现氧化峰和还原峰，说明在循环扫描过程中，β-CD自身并没有发生氧化还原反应，并随着扫描圈数的增加，循环伏安曲线基本重合，趋于稳定。

本发明还公开一种应用β-环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，具体包括如下步骤：

步骤1，将β-环糊精修饰的石墨电极按照三电极工作体系连接后，将三电极置于待测溶液4中；其中，该三电极工作体系包括信号连接的CHI610D电化学工作站8和计算机9，CHI610D电化学工作站8设有工作电极接口5、参比电极接口7和辅助电极接口6共3个电极接口，工作电极接口5、参比电极接口7和辅助电极接口6分别与β-环糊精修饰的石墨电极1、饱和甘汞电极2、铂电极3对应连接。

步骤2，利用利用峰电流与2–氨基偶氮甲苯浓度之间的关系公式：

I_p＝(1.4504±0.0016)c+1.472×10^-6±1.47×10^-8(1)

对待测溶液进行检测，

上式中，I_p表示峰电流值，单位为A；c表示2–氨基偶氮甲苯的浓度，单位为mol·L^-1。

公式(1)按照如下步骤得到：

首先，将连接好的三电极工作体系的三电极放入含标准2–氨基偶氮甲苯的缓冲溶液样品溶液中；在差分脉冲法下富集1～6min后，在扫描电位为0.3-0.9V、0.2-1.0V、0.1-1.1V、0-1.2V、-0.2-1.4V、-0.4-1.6V的条件下进行线性伏安扫描，记录峰电流I_p，

其中，缓冲溶液样品溶液中标准2–氨基偶氮甲苯的浓度为3.0×10^-7～3.0×10^{- 5}mol·L^-1；

然后，通过分析测得的峰电流I_p，峰电流I_p与缓冲溶液样品溶液中标准2–氨基偶氮甲苯的浓度值之间满足公式(1)。

步骤2的具体检测过程为：

步骤2.1，将三电极工作体系的三电极放入待测溶液中，接通电源；

步骤2.2，在差分脉冲法下，富集1～6min后，在扫描电位为在扫描电位为0.3-0.9V、0.2-1.0V、0.1-1.1V、0-1.2V、-0.2-1.4V、-0.4-1.6V的条件下进行线性伏安扫描，记录峰电流I_p；

步骤2.3，将测得的待测溶液中2–氨基偶氮甲苯的峰电流I_p代入公式(1)中，即可计算出待测溶液中2–氨基偶氮甲苯的浓度，进而可以根据待测溶液体积计算出2–氨基偶氮甲苯的含量。

使用本发明制备的β–环糊精修饰的石墨电极对不同浓度的2–氨基偶氮甲苯溶液进行检测，在2–氨基偶氮甲苯浓度分别为3.0×10^-7、7.0×10^-7、1.0×10^-6、9.0×10^-6、1.0×10^-5、2.0×10^-5、3.0×10^-5mol·L^-1时，得到图4中的曲线。图4中从左到右依次表示2–氨基偶氮甲苯浓度为3.0×10^-7、7.0×10^-7、1.0×10^-6、9.0×10^-6、1.0×10^-5、2.0×10^-5、3.0×10^{- 5}mol·L^-1。不同浓度的标准2–氨基偶氮甲苯的PBS进行测试时，其相对测得的I_p数值之间存在一定的规律，以I_p为纵坐标，c为横坐标，通过作图可得浓度c和峰电流I_p的对应关系如图4所示，由图中曲线可以看出，I_p和c之间的关系满足公式(1)。

利用图2的三电极系统装置，采用本发明的方法进行测试后可知，本发明的测试方法针对2–氨基偶氮甲苯的检测限为1.36×10^-7mol·L^-1，可以看出本发明检测方法的检测灵敏度高。

本发明还对2–氨基偶氮甲苯回收率进行测试，具体为：

收集含有2–氨基偶氮甲苯的样品，按照上述实验方法将本发明的电极放入实际样品溶液(玫瑰花露)中，测得β–环糊精修饰的石墨电极的峰电流I_p，根据公式(1)，计算样品中2–氨基偶氮甲苯的含量，结果见表1。

表1玫瑰花露中2–氨基偶氮甲苯的加标回收率

从表1中可以看出，利用本发明的方法制备出的β–环糊精修饰的石墨电极进行2–氨基偶氮甲苯测试时，2–氨基偶氮甲苯的加标回收率为98.90％～100.13％，相对标准偏差在3.95％～4.75％之间，其回收率符合要求。

本发明还进行了β–环糊精修饰的石墨电极的选择性验证，具体为：

将表2中第一列所列出的干扰物质分别加入2–氨基偶氮甲苯溶液中，然后按照利用本发明的检测方法对2–氨基偶氮甲苯进行检测的各个步骤进行实验，并记录其峰电流I_P，实验结果如下表2所示。

表2干扰物质的影响

由表2可知，相对标准偏差均不超过±5％时说明β–环糊精修饰的石墨电极选择性好。

本发明还对2–氨基偶氮甲苯在β–环糊精修饰的石墨电极的循环伏安响应进行检测：

β–CD/PEC在含1.0×10^-5mol·L^-1的2–氨基偶氮甲苯的PBS中(pH为6.64)的循环伏安响应，由图5可知，2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC上的循环伏安响应曲线上只有氧化峰，没有出现还原峰，说明2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC上的反应是一个不可逆的氧化还原过程。

本发明还对2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC和PEC的脉冲伏安响应进行测试，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备铅笔芯电极并进行预处理，

步骤1.1，将铅笔芯截成1.6cm的小段，依次在硝酸水(V_HNO3与V_H2O的比例为1:1)溶液、无水乙醇和二次蒸馏水中分别超声洗涤5min，晾干备用；

步骤1.2，将步骤1.1制备的电极放入石蜡熔融液中20min，取出晾干备用；

步骤1.3，把铜丝截成长约7cm的小段，刮掉铜丝两端表面约1cm长的油漆，打磨好后缠绕步骤1.2所处理的铅笔芯一端，并用AB胶固定。

步骤1.4，将步骤1.3所制备的电极用细砂纸打磨至有效长度约为1.2cm左右，使用称量纸抛光其圆柱面，用无水乙醇和二次蒸馏水超声洗涤5min，去除电极表面杂质，然后用石蜡封住打磨后的横截面，晾干备用。

步骤2，制备β–CD/PEC，

步骤2.1，将步骤1.4制备好的PEC、饱和甘汞电极和铂电极置于含有β–CD(3.0×10^-3mol·L^-1)的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液(pH为6.64)中，在0.2–1.0V的扫描电位范围下，以0.1V·s^-1扫描速率循环扫描10圈，取出，用二次蒸馏流水冲洗数次，晾干备用。

本发明检测了β–CD/PEC和PEC在含1.0×10^-5mol·L^-12–氨基偶氮甲苯pH为6.64的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中的差分脉冲伏安响应。如图6所示，β–CD/PEC的差分脉冲伏安响应峰电流大于PEC。峰电位和峰电流值见表3，β–CD/PEC的峰电流值几乎是PEC峰电流值的2倍，说明β–环糊精修饰β–CD增强了β–CD的伏安响应。

表3三种电极不同电极的峰电位和峰电流

另外，为了说明β–CD/PEC对2–氨基偶氮甲苯的分析测定稳定性良好，将同一根β-CD/PEC在1.0×10^-5mol·L^-12–氨基偶氮甲苯pH为6.64的PBS中每隔一天平行测定一次，连续测定10次的峰电流值如表4所示，峰电流值的相对标准偏差为3.36％，说明β–CD/PEC对2–氨基偶氮甲苯的分析测定稳定性良好。

表4一根电极每隔一天测定1次的峰电流值

为说明本发明制备的β–CD/PEC的重现性很好。用五根β–CD/PEC分别检测1.0×10^{- 5}mol·L^-12–氨基偶氮甲苯，结果如表5所示，峰电流的相对标准偏差为4.29％，说明β–CD/PEC对2–氨基偶氮甲苯的检测具有好的重现性。

表5不同批次五根电极平行测定5次测定的峰电流值

实施例1

本实施例公开一种β–环糊精修饰的石墨电极的制备方法，其以铅笔芯作为石墨棒，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备铅笔芯电极；具体为：

步骤1.1，将铅笔芯截成1.6cm长的小段，每根铅笔芯依次在硝酸水(硝酸与水的比例为1：1)溶液、无水乙醇和二次蒸馏水中分别超声洗涤5min，晾干备用；

步骤1.2，将步骤1.1制备的电极放入石蜡熔融液中20min，取出晾干备用；

步骤1.3，把铜丝截成长约7cm的小段，刮掉铜丝两端表面约1cm长的油漆，打磨好后缠绕步骤1.2所处理的铅笔芯一端，并用AB胶固定。

步骤1.4，将步骤1.3所制备的电极用细砂纸打磨至有效长度约为1.2cm左右，使用称量纸抛光其圆柱面，用无水乙醇和二次蒸馏水超声洗涤5min，去除电极表面杂质，然后用石蜡封住打磨后的横截面，晾干即得铅笔芯电极。

步骤2，将铅笔芯电极置于含有β–环糊精的缓冲溶液中，在石墨电极表面通过电聚合β–环糊精修饰层，即得β–环糊精修饰的铅笔芯电极。具体包括：

步骤2.1，分别配制pH为6.80的不同缓冲溶液(分别为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、磷酸二氢钾-硼砂缓冲溶液、PBS)中，上述四种缓冲溶液中均含浓度为1.0×10^-3mol·L^-1的β-CD；

步骤2.2，将缓冲溶液中的铅笔芯电极通电，在0.2–1.0V的扫描电位范围内、以0.1V·s^-1的扫速连续循环扫描6圈，即制得β–环糊精修饰的铅笔芯电极。

制得的β–环糊精修饰的铅笔芯电极的结构，包括铅笔芯，石墨棒的一端缠绕有铜丝，另一端的端面具有石蜡层，铅笔芯表面通过电聚合有β–环糊精修饰层。

本实施例还利用制得的四个β–环糊精修饰的铅笔芯电极检测2–氨基偶氮甲苯，具体为：

将步骤2.2聚合好的β–环糊精修饰的铅笔芯电极按照传统三电极工作系统装置连接并通电，在含1.0×10^-5mol·L^-1的2–氨基偶氮甲苯的四种不同缓冲溶液中(分别为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、磷酸二氢钾-硼砂缓冲溶液、PBS)，以差分脉冲法在富集4min后、在扫描电位0.2–1.0V范围内进行扫描，获取峰电流值I_p并代入公式(1)中得到2–氨基偶氮甲苯的浓度。将四个检测曲线合并作图(图3A)，1～4分别表示磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲、磷酸二氢钾-硼砂缓冲、PBS。由图可知：在以磷酸氢二钠-柠檬酸、磷酸二氢钾-氢氧化钠、磷酸二氢钾-硼砂为缓冲底液的2-氨基偶氮甲苯溶液中峰电流较小，稳定性不佳，在以PBS为缓冲底液的2-氨基偶氮甲苯溶液中差分脉冲伏安曲线的峰电流响应值最大，峰型最好，稳定性也较好。因此选择PBS作为支持电解质底液。

实施例2

本实施例公开一种β–环糊精修饰的石墨电极的制备方法，其以铅笔芯作为石墨棒，按照以下步骤实施：

步骤1，制备铅笔芯电极(同实施例1)，

步骤2，制备β–环糊精修饰的铅笔芯电极

步骤2.1，分别配制浓度为1.0×10^-4mol·L^-1、1.0×10^-3mol·L^-1、3.0×10^-3mol·L^-1、6.0×10^-3mol·L^-1、9.0×10^-3mol·L^-1的β–环糊精、pH＝6.80的PBS。

步骤2.2，将步骤1制备的铅笔芯电极按照传统三电极工作系统装置连接并通电，循环伏安法下，分别在步骤2.1的五种不同β–CD浓度的溶液中进行聚合(扫描电压0.2–1.0V、扫描速率0.1V·s^-1、聚合圈数10圈)，即制得本实施例的β–环糊精修饰的铅笔芯电极。

本实施例还公开一种应用制备的β–环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，包括步骤：

将2.2聚合好的电极在含1.0×10^-5mol·L^-1的2–氨基偶氮甲苯进行检测并分别记录其峰电流值I_P，代入公式(1)即得2–氨基偶氮甲苯的浓度。由峰电流I_P作图(图3B)，由图可知在1.0×10^-4mol·L^-1～9.0×10^-3mol·L^-1浓度范围内，当β-CD浓度在1.0×10^-4mol·L^-1～3.0×10^-3mol·L^-1范围内时，峰电流在逐渐增大，但大于3.0×10^-3mol·L^-1时，峰电流开始下降，所以在3.0×10^-3mol·L^-1时，峰电流最大(17.81μA)。因此，选择3.0×10^-3mol·L^-1作为最佳β-CD浓度。

本发明还通过其他四个对比实施例，用同样的控制变量法优化其他β–环糊精修饰的石墨电极的制备条件，其中关于扫描电位范围的对比图如图3C所示、关于聚合圈数影响的如图3D所示、关于富集时间的影响如图3E所示、缓冲溶液pH的影响如图3F所示。

实施例3

本发明还对β–CD/PEC的伏安行为进行研究，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备铅笔芯电极并进行预处理，

步骤1.1，将2B铅笔去除裹在外面的木质层，截成约1.6cm的小段，依次在硝酸水(V_HNO3:V_H2O＝1:1)溶液、无水乙醇和二次蒸馏水中分别超声洗涤5min，晾干备用。

步骤1.2，将步骤1.1处理好的铅笔芯电极放入水浴加热的比色管中煮沸的熔融石蜡溶液中20min，捞出晾干，用称量纸将铅笔芯表面的石蜡抛干净，备用。

步骤1.3，把铜丝截成长约7cm的小段，刮掉铜丝两端表面约1cm长的油漆，使其一端缠绕在步骤1.2处理后的2B铅笔芯一端，并用AB胶固定。

步骤1.4，将步骤1.3的电极用细砂纸打磨至有效长度约为1.2cm，用无水乙醇和二次蒸馏水超声洗涤5min，用熔融石蜡封住打磨后的横截面，晾干备用。

步骤2，制备β–CD/PEC，

步骤2.1，将步骤1.4制备好的PEC、饱和甘汞电极和铂电极置于β–CD(3.0×10^{- 3}mol·L^-1)的PBS(pH为6.64)中，在0.2–1.0V的扫描电位范围下，以0.1V·s^-1扫描速率循环扫描10圈，取出，用二次蒸馏流水冲洗数次，晾干备用。

本发明还对2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC的循环伏安响应进行研究，具体如下：

将β–CD/PEC置于含1.0×10^-5mol·L^-12–氨基偶氮甲苯pH为6.64的PBS中(富集时间为4min)，考察了β–CD/PEC的循环伏安响应，结果如图5所示，由图可知2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC上的伏安响应曲线上只出现了一个明显的氧化峰，没有出现还原峰，说明2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC上的反应是一个不可逆的氧化还原过程。

本发明还对2–氨基偶氮甲苯在β–CD/PEC和PEC的脉冲伏安响应进行研究，具体如下：

差分脉冲法下，分别使用β–CD/PEC和PEC在含1.0×10^-5mol·L^-12–氨基偶氮甲苯pH为6.64的PBS中对2–氨基偶氮甲苯进行检测，研究其伏安响应。如图6所示，由图可知，β–CD/PEC的差分脉冲伏安响应峰电流大于PEC，且β–CD/PEC的峰电流值几乎是PEC峰电流值的2倍，说明β–CD的修饰增强了铅笔芯电极的伏安响应。

实施例4

本发明一种2–氨基偶氮甲苯的β–CD/PEC的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备铅笔芯电极并进行预处理，

步骤1.1，将2B铅笔去除裹在外面的木质层，截成约1.6cm的小段，依次在硝酸水(V_HNO3:V_H2O＝1:1)溶液、无水乙醇和二次蒸馏水中分别超声洗涤5min，晾干备用。

步骤1.2，将步骤1.1处理好的铅笔芯电极放入水浴加热的比色管中煮沸的熔融石蜡溶液中20min，捞出晾干，用称量纸将铅笔芯表面的石蜡抛干净，备用。

步骤1.3，把铜丝截成长约7cm的小段，刮掉铜丝两端表面约1cm长的油漆，使其一端缠绕在步骤1.2处理后的2B铅笔芯一端，并用AB胶固定。

步骤1.4，将步骤1.3的电极用细砂纸打磨至有效长度约为1.2cm，用无水乙醇和二次蒸馏水超声洗涤5min，用熔融石蜡封住打磨后的横截面，晾干备用。

步骤2，制备β–CD/PEC，

步骤2.1，将步骤1.4制备好的PEC、饱和甘汞电极和铂电极置于β–CD(3.0×10^{- 3}mol·L^-1)的PBS(pH为6.64)中，在0.2–1.0V的扫描电位范围下，以0.1V·s^-1扫描速率循环扫描10圈，取出，用二次蒸馏流水冲洗数次，晾干备用。

利用上述的β–CD/PEC进行2–氨基偶氮甲苯检测的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将制备好的β–CD/PEC，按照传统三电极系统装置连接；

步骤2，利用峰电流I_P与2–氨基偶氮甲苯浓度之间的关系公式

I_p＝(1.4504±0.0016)c+1.472×10^-6±1.47×10^-8 (1)

对待检测样品溶液进行测试。

具体为：步骤2.1，将连接好的β–CD/PEC放入待测溶液中，接通电源；

步骤2.2，在富集时间4min，扫描电位0.2–1.0V，差分脉冲法下进行检测，并记录其I_P值；

步骤2.3，将测得的待测样品溶液的峰电流I_P值代入步骤2得出的公式(1)中，即可计算出待测样品溶液中2–氨基偶氮甲苯的浓度，从而得出待测液体中2–氨基偶氮甲苯的含量。

Claims (10)

1.一种β–环糊精修饰的石墨电极，其特征在于，包括石墨棒，所述石墨棒的一端缠绕有铜丝，另一端的端面具有石蜡层，所述石墨棒表面通过电聚合有β–环糊精修饰层。

2.一种如权利要求1所述的β–环糊精修饰的石墨电极的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备石墨电极；

步骤2，将所述石墨电极置于含有β–环糊精的缓冲溶液中，在所述石墨电极表面通过电聚合β–环糊精修饰层，即得β–环糊精修饰的石墨电极。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

步骤1.1，提供石墨棒，进行清洗、晾干后备用；

步骤1.2，将经过步骤1.1处理过的石墨棒放入石蜡熔融液中一段时间，然后取出晾干备用；

步骤1.3，将铜丝打磨后缠绕在所述石墨棒的一端并进行固定；

步骤1.4，将所述石墨棒进行打磨和抛光后进行清洗，然后利用石蜡封住所述石墨棒未缠绕铜丝的一端的端面，即得所述石墨电极。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

步骤2.1，将所述石墨电极置于缓冲溶液中，所述缓冲溶液中含有β–环糊精；

步骤2.2，将缓冲溶液中的石墨电极通电，在限定扫描电位范围内连续循环扫描若干圈，即制得所述β–环糊精修饰的石墨电极。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲溶液的pH为5.91～7.73，所述缓冲溶液中的β–环糊精浓度为1.0×10^-4mol·L^-1～9.0×10^-3mol·L^-1；所述缓冲溶液为磷酸二氢钾-氢氧化钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、磷酸二氢钾-硼砂缓冲溶液或PBS。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2.2中，在0.3–0.9V、0.2–1.0V、0.1–1.1V、0–1.2V、-0.2–1.4V、-0.4–1.6V扫描电位范围内、以0.1V·s^-1的扫速连续循环扫描6～22圈。

7.一种应用β–环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1，将β–环糊精修饰的石墨电极按照三电极工作体系连接后，将三电极置于待测溶液中；

步骤2，利用利用峰电流与2–氨基偶氮甲苯浓度之间的关系公式：

I_p＝(1.4504±0.0016)c+1.472×10^-6±1.47×10^-8(1)

对待测溶液进行检测，

其中，I_p表示峰电流值，单位为A；c表示2–氨基偶氮甲苯的浓度，单位为mol·L^-1。

8.如权利要求7所述的应用β–环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，其特征在于，所述三电极工作体系包括信号连接的CHI610D电化学工作站和计算机，所述CHI610D电化学工作站设有工作电极接口、参比电极接口和辅助电极接口共3个电极接口，工作电极接口、参比电极接口和辅助电极接口分别与β-环糊精修饰的石墨电极、饱和甘汞电极、铂电极对应连接。

9.如权利要求7所述的应用β–环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，其特征在于，所述步骤2中的公式(1)按照如下步骤得到：

首先，将连接好的三电极工作体系的三电极放入含标准2–氨基偶氮甲苯的缓冲溶液样品溶液中；在差分脉冲法下富集1～6min后，在扫描电位为0.3–0.9V、0.2–1.0V、0.1–1.1V、0–1.2V、-0.2–1.4V、-0.4–1.6V的条件下进行线性伏安扫描，记录峰电流I_p，

其中，所述缓冲溶液样品溶液中标准2–氨基偶氮甲苯的浓度为3.0×10^-7～3.0×10^{- 5}mol·L^-1；

然后，通过分析测得的峰电流I_p，峰电流I_p与缓冲溶液样品溶液中标准2–氨基偶氮甲苯的浓度值之间满足公式(1)。

10.如权利要求7所述的应用β–环糊精修饰的石墨电极检测2–氨基偶氮甲苯的方法，其特征在于，所述步骤2的具体检测过程为：

步骤2.1，将三电极工作体系的三电极放入待测溶液中，接通电源；

步骤2.2，在差分脉冲法下，富集1～6min后，在扫描电位为在扫描电位为0.3–0.9V、0.2–1.0V、0.1–1.1V、0–1.2V、-0.2–1.4V、-0.4–1.6V的条件下进行线性伏安扫描，记录峰电流I_p；

步骤2.3，将测得的待测溶液中2–氨基偶氮甲苯的峰电流I_p代入公式(1)中，即可计算出待测溶液中2–氨基偶氮甲苯的浓度。

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