CN115165997B - 一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用 - Google Patents

一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115165997B
CN115165997B CN202210696443.3A CN202210696443A CN115165997B CN 115165997 B CN115165997 B CN 115165997B CN 202210696443 A CN202210696443 A CN 202210696443A CN 115165997 B CN115165997 B CN 115165997B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
ion selective
ion
selective electrode
polyvinyl alcohol
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.)
Active
Application number
CN202210696443.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115165997A (zh
Inventor
梁荣宁
林朝阳
秦伟
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.)
Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Original Assignee
Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
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 Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS filed Critical Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Priority to CN202210696443.3A priority Critical patent/CN115165997B/zh
Publication of CN115165997A publication Critical patent/CN115165997A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115165997B publication Critical patent/CN115165997B/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
    • G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes
    • G01N27/3335—Ion-selective electrodes or membranes the membrane containing at least one organic component

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)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及电化学传感器，具体的说是一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用。可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，在聚合物膜离子选择性电极的聚合物敏感膜表面涂覆壳聚糖‑聚乙烯醇形成的水凝胶涂层。所形成的水凝胶涂层可以有效提高电极表面亲水性，降低有机溶剂对电极表面的吸附与渗透，从而提高电极在有机相中的使用寿命。该提高电极在有机相中的使用寿命的方法制备简单且耐用，使电极能在复杂介质中使用。

Description

一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及 应用
技术领域
本发明涉及电化学传感器，具体的说是一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用。
背景技术
聚合物膜离子选择性电极具有操作简单、分析快速、可连续检测等优点，已在环境领域得到广泛应用，其检测原理基于敏感膜的响应电位与分析物离子活度关系符合能斯特(Nernst)方程。目前，此类电极已广泛用于临床诊断、工业分析、环境监测等领域，近年来受到人们的普遍关注。然而，有机化学反应、酿酒、化工生产等过程经常会使用到各种有机溶剂，使得离子选择性电极在非水样品中的应用不可避免。研究发现：当将聚合物膜离子选择性电极长时间接触有机溶剂或直接在含有机溶剂的水体中测试时，有机溶剂不仅会使膜内组分(离子载体、离子交换剂、增塑剂)从膜中脱落，还会进入膜内与膜组分络合，从而导致电极性能下降或丧失。
通过表面改性能够赋予材料表面新的功能和性质，提高材料的防有机溶剂性能，如化学接枝和物理涂覆等。然而，聚合物敏感膜表面缺少化学基团，难以改性。此外，聚合物敏感膜是用于传感的核心部件，传统的表面改性过程会损害电极敏感膜，导致离子选择性电极的性能丧失。加上现有的针对有机相中电位检测的离子选择性电极存在材料价格高、操作难度大、响应时间长等缺点，并且不涉及使用最广泛的PVC基离子选择性电极。因此，开发简便、温和的方法，对提高聚合物膜离子选择性电极的防有机溶剂性能具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，在聚合物膜离子选择性电极的聚合物敏感膜表面涂覆壳聚糖-聚乙烯醇形成的水凝胶涂层。
所述离子选择性电极底部粘附聚合物敏感膜，而后将敏感膜润湿，润湿后将壳聚糖-聚乙烯醇混合物滴涂在敏感膜表面，于40-50℃下保持30-60分钟使其形成水凝胶，即于敏感膜表面形成壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层。
所述壳聚糖占水凝胶质量的1-5％，聚乙烯醇占水凝胶质量质量的1-5％。
所述润湿敏感膜的试剂为四氢呋喃或聚多巴胺溶液。
所述离子选择性电极为常规圆盘电极、含有传导层的固体接触式聚合物膜离子选择性电极、含有内充液的液体接触式聚合物膜离子选择性电极。
所述聚合物敏感膜成分按重量份数计，0.2-10％离子选择性载体、0.1-5％亲脂性离子交换剂、20-40％膜基体材料、40-80％增塑剂。
所述膜基体材料为聚氯乙烯、聚氨酯、硅橡胶、醋酸纤维、聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；增塑剂为邻硝基苯辛醚、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、己二酸二辛酯或癸二酸二辛脂；离子选择性载体为铅离子、铜离子、铁离子、铬离子、钠离子、钾离子、铵根离子、钙离子、镁离子、碳酸根离子、硝酸根离子、氯离子或溴离子；亲脂性离子交换剂为四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠或三(十二烷基)氯化铵。
一种可用于有机相中电位检测的离子选择性电极的应用，离子选择性电极在含有有机溶剂的水体中电位检测的应用。
所述含有机溶剂水体为啤酒、白酒或镍氢电池研制废水。
检测原理：聚合物膜离子选择性电极敏感膜一般是由聚合物基体材料、增塑剂、离子载体和离子交换剂组成，作为决定电极性能的材料(如离子载体)一般具有较强的亲脂性，这使其易溶于亲脂性有机溶剂，同时有机溶剂又可以萃取到聚合物膜离子选择性电极敏感膜内而与膜组分络合，进而若待检测溶液中含有有机溶剂就会影响电极响应信号，使得检测电极检测结果不准确甚至导致检测性能丧失。(例如，当聚合物膜离子选择性电极与含有机溶剂水体长时间接触或将电极插入含有机溶剂水体长期监测时，有机溶剂由样品相扩散到有机膜相而引起的膜组合物的损失和膜的性质，同时通过离子溶剂化效应与钙离子形成强相互作用，另外选择性配体与钙离子的复合物也可能在有机溶剂中解离)。
本发明将具有高亲水性、良好水下黏附性的壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层修饰到聚合物膜离子选择性电极敏感膜表面，是壳聚糖与聚乙烯醇在一定温度下物理交联生成的，水凝胶具有高亲水性的交联三维网络结构，这样的结构是包裹式的，并且链上的亲水性集团的复杂交错，给容纳水分提供了优良的环境，利用该特点不仅可以抑制待检测液中有机溶剂由样品溶液相向敏感膜的扩散，而且可以抑制敏感膜组分向溶液相的渗漏。从而提高电极在非水介质中的使用寿命，同时提高电极的生物相容性及防污性能。
本发明的优点在于：
1.本发明利用具有高亲水性的壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层修饰聚合物膜离子选择性电极，极大提高了电极的防有机溶剂性能，有效提高了电极在非水介质中的使用寿命和防污性能。
2.利用本发明方法可有效地提高电化学传感器的防有机溶剂性能，有利于电化学传感器在非水介质中的长期稳定使用，极大地节约了检测成本。
3.本发明建立的一套简便、快速且耐用的电化学传感器改善方法，可为电化学传感器特别是聚合物膜离子选择性电极进一步在临床化验、工业分析、环境监测等领域的应用奠定良好的基础。
4.本发明方法具有较好的普适性，本法可广泛适用于电化学传感器在含各类有机溶剂的使用，因此本发明将在传感器领域具有较好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的聚合物膜钙离子选择性电极。
图2为本发明实施例提供的壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰前后的聚合物膜钙离子选择性电极在含有机溶剂水体中的检测原理图。
图3为本发明实施例提供的未修饰和壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的聚合物膜钙离子选择性电极对不同浓度钙离子响应对比图，其中线a为未修饰电极，线b为修饰电极。
图4为本发明实施例提供的在50％乙醇中未修饰和壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的聚合物膜钙离子选择性电极对不同浓度钙离子响应对比图，其中线a为未修饰电极，线b为修饰电极。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施方式做进一步说明，应当指出的是，此处所描述的具体实施方式只是为了说明和解释本发明，并不局限于本发明。
本发明在聚合物膜离子选择性电极敏感膜表面修饰壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层，利用壳聚糖与聚乙烯醇在一定温度下物理交联能够生成的水凝胶具有高亲水性的交联三维网络结构，这样的结构是包裹式的，并且链上的亲水性集团的复杂交错，给容纳水分提供了优良的环境，通过这一性质可以有效防止有机溶剂分子透过其到达离子选择性膜表面。此外，该涂层构建过程简单且具有较好的水下粘滞性，构建时仅需在被修饰物表面滴加四氢呋喃，再将水凝胶滴到表面即可，而且该涂层可以较好地粘附于几乎任何材料表面。进而利用壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层修饰聚合物膜离子选择性电极，能够有效防止待检测液含有机溶剂或有机溶剂时破坏聚合物膜离子选择性电极的问题，实现工业样品如酒水样品中离子的准确、长期测定。
同时，该方法具有较好的普遍适用性，在含各种有机溶剂的水体中检测多种离子时，都具有较好的响应。
实施例1
以本发明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层用于提高液体接触式聚合物膜钙离子选择性电极在乙醇中的检测性能为例。其具体步骤如下：
a.聚合物膜钙离子选择性电极的制备：PVC颗粒、邻-硝基苯辛醚、钙离子载体ETH129和四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠的混合物共360mg，其中各组分含量分别为33.02wt％PVC颗粒、66.04wt％邻-硝基苯辛醚，0.46wt％钙离子载体和0.48wt％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠，移入到1.8mL四氢呋喃溶液中，超声、搅拌3h使之分散均匀。倒入固定在玻璃板上的玻璃环(直径3.6cm)中，形成厚度约200μm的聚合物膜。
b.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态溶液的制备：将250mg的壳聚糖溶于10ml 0.1MHCl，冰浴冷却15min。将500mg的聚乙烯醇加入去离子水中，80℃加热1h。将1mL 1M NaHCO3与上述聚乙烯醇溶液混合并冷却15min。冰浴中，磁力搅拌下缓慢将聚乙烯醇溶液加入到壳聚糖溶液中，搅拌10min。所得溶液在5000r/min转速下离心5min脱气。
c.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极的制备：在步骤a所得到的钙离子选择性电极敏感膜上滴加5μL四氢呋喃，再取上述制备获得40μL壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态的混合溶液滴到敏感膜上，40℃下烘干30分钟，在敏感膜表面形成壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶，即得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极，修饰过程如图1所示。
上述获得电极使用前在10-3M CaCl2中活化2天。
将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别测试对不同浓度钙离子的响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果如图3所示。由图3可以看出，壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰后与未修饰的电极对不同浓度钙离子的响应基本不变，可以证明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰不影响其响应性能。
d.电极的防有机溶剂性能研究：
配置体积分数为50％的乙醇溶液，将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别插入该溶液中，测试电极对不同浓度钙离子响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果如图2和4所示。由图2可见，电极修饰水凝胶后有机溶剂不能接触到聚合物膜；并且进一步由图4可以看出，在含50％的乙醇溶液，壳聚糖-聚乙烯醇修饰的电极对钙离子仍然呈现出良好的响应，而未修饰电极响应变差，证明壳聚糖-聚乙烯醇修饰电极敏感膜表面有效改善了电极的抵抗乙醇的能力。
实施例2
本实施例以本发明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层用于提高液体接触式聚合物膜钙离子选择性电极在乙腈中的的检测性能为例。其具体步骤如下：
a.聚合物膜钙离子选择性电极的制备：PVC颗粒、邻-硝基苯辛醚、钙离子载体ETH129和四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠的混合物共360mg，其中各组分含量分别为33.02wt％PVC颗粒、66.04wt％邻-硝基苯辛醚，0.46wt％钙离子载体和0.48wt％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠，移入到1.8mL四氢呋喃溶液中，超声、搅拌3h使之分散均匀。倒入固定在玻璃板上的玻璃环(直径3.6cm)中，形成厚度约200μm的聚合物膜。
b.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态溶液的制备：将100mg的壳聚糖溶于10ml 0.1MHCl，冰浴冷却15min。将250mg的聚乙烯醇加入去离子水中，80℃加热1h。将1mL 1M NaHCO3与上述聚乙烯醇溶液混合并冷却15min。冰浴中，磁力搅拌下缓慢将聚乙烯醇溶液加入到壳聚糖溶液中，搅拌10min。所得溶液在5000r/min转速下离心5min脱气。
c.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极的制备：在步骤a所得到的钙离子选择性电极敏感膜上滴加5μL四氢呋喃，再取40μL上述获得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态的混合溶液滴到敏感膜上，40℃下烘干30分钟，即得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极，修饰过程如图1所示。
上述电极使用前在10-3M CaCl2中活化2天。
d.电极的防有机溶剂性能研究：将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别插入乙腈的水溶液中，测试不同电极对不同浓度钙离子响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果显示，在乙腈水溶液中，壳聚糖-聚乙烯醇修饰的电极对钙离子仍然呈现出良好的响应，而未修饰电极响应变差，证明壳聚糖-聚乙烯醇修饰电极敏感膜表面有效改善了电极的抵抗乙腈的能力。
实施例3
以本发明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层用于提高液体接触式聚合物膜钙离子选择性电极在DMSO的水溶液中的的检测性能为例。其具体步骤如下：
a.聚合物膜钙离子选择性电极的制备：PVC颗粒、邻-硝基苯辛醚、钙离子载体ETH129和四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠的混合物共360mg，其中各组分含量分别为33.02wt％PVC颗粒、66.04wt％邻-硝基苯辛醚，0.46wt％钙离子载体和0.48wt％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠，移入到1.8mL四氢呋喃溶液中，超声、搅拌3h使之分散均匀。倒入固定在玻璃板上的玻璃环(直径3.6cm)中，形成厚度约200μm的聚合物膜。
b.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态溶液的制备：将250mg的壳聚糖溶于10ml 0.1MHCl，冰浴冷却15min。将250mg的聚乙烯醇加入去离子水中，80℃加热1h。将1mL 1M NaHCO3与上述聚乙烯醇溶液混合并冷却15min。冰浴中，磁力搅拌下缓慢将聚乙烯醇溶液加入到壳聚糖溶液中，搅拌10min。所得溶液在5000r/min转速下离心5min脱气。
c.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极的制备：在步骤a所得到的钙离子选择性电极敏感膜上滴加5μL四氢呋喃，再取40μL上述获得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态的混合溶液滴到敏感膜上，40℃下烘干30分钟，即得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极，修饰过程如图1所示。
上述电极使用前在10-3M CaCl2中活化2天。
d.电极的防有机溶剂性能研究：将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别插入DMSO的水溶液中，测试电极对不同浓度钙离子响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果显示，在DMSO水溶液中，壳聚糖-聚乙烯醇修饰的电极对钙离子仍然呈现出良好的响应，而未修饰电极响应变差，证明壳聚糖-聚乙烯醇修饰电极敏感膜表面有效改善了电极的抵抗DMSO的能力。
实施例4
以本发明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层用于提高液体接触式聚合物膜钾离子选择性电极在乙醇中的检测性能为例。其具体步骤如下：
a.聚合物膜钾离子选择性电极的制备：PVC颗粒、邻-硝基苯辛醚、钾离子载体缬氨霉素和四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠的混合物共360mg，其中各组分含量分别为33wt％PVC颗粒、65.8wt％邻-硝基苯辛醚，0.8wt％钾离子载体和0.4wt％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠，移入到1.8mL四氢呋喃溶液中，超声、搅拌3h使之分散均匀。倒入固定在玻璃板上的玻璃环(直径3.6cm)中，形成厚度约200μm的聚合物膜。
b.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态溶液的制备：将500mg的壳聚糖溶于10ml 0.1MHCl，冰浴冷却15min。将500mg的聚乙烯醇加入去离子水中，80℃加热1h。将1mL 1M NaHCO3与上述聚乙烯醇溶液混合并冷却15min。冰浴中，磁力搅拌下缓慢将聚乙烯醇溶液加入到壳聚糖溶液中，搅拌10min。所得溶液在5000r/min转速下离心5min脱气。
c.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极的制备：在步骤a所得到的钾离子选择性电极敏感膜上滴加5μL四氢呋喃，再取40μL上述获得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态的混合溶液滴到敏感膜上，40℃下烘干30分钟，即得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钾离子选择性电极，修饰过程如图1所示。电极使用前在10-3M NaCl中活化2天。
将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别测试对不同浓度钾离子的响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果显示，壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰后与修饰前电极响应基本不变，可以证明多巴胺壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰不影响其响应性能。
d.电极的防有机溶剂性能研究：配置体积分数为50％的乙醇溶液。将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别插入该溶液中，测试电极对不同浓度钾离子响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果显示，在含50％的乙醇溶液，壳聚糖-聚乙烯醇修饰的电极对钾离子仍然呈现出良好的响应，而未修饰电极响应变差，证明壳聚糖-聚乙烯醇修饰电极敏感膜表面有效改善了电极的抵抗有机溶剂的能力。
实施例5
以本发明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层用于提高液体接触式聚合物膜钙离子选择性电极在市售50度白酒中的检测性能为例。其具体步骤如下：
a.聚合物膜钙离子选择性电极的制备：PVC颗粒、邻-硝基苯辛醚、钙离子载体ETH129和四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠的混合物共360mg，其中各组分含量分别为33.02wt％PVC颗粒、66.04wt％邻-硝基苯辛醚，0.46wt％钙离子载体和0.48wt％四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠，移入到1.8mL四氢呋喃溶液中，超声、搅拌3h使之分散均匀。倒入固定在玻璃板上的玻璃环(直径3.6cm)中，形成厚度约200μm的聚合物膜。
b.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态溶液的制备：将250mg的壳聚糖溶于10ml 0.1MHCl，冰浴冷却15min。将500mg的聚乙烯醇加入去离子水中，80℃加热1h。将1mL 1M NaHCO3与上述聚乙烯醇溶液混合并冷却15min。冰浴中，磁力搅拌下缓慢将聚乙烯醇溶液加入到壳聚糖溶液中，搅拌10min。所得溶液在5000r/min转速下离心5min脱气。
c.壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极的制备：在步骤a所得到的钙离子选择性电极敏感膜上滴加5μL四氢呋喃，再取上述制备获得40μL壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶溶胶态的混合溶液滴到敏感膜上，40℃下烘干30分钟，在敏感膜表面形成壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶，即得壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰的钙离子选择性电极，修饰过程如图1所示。
上述获得电极使用前在10-3M CaCl2中活化2天。
将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别测试对不同浓度钙离子的响应，具体为：测试电极对10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2M钙离子的电位值。
结果如图3所示。由图3可以看出，壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰后与未修饰的电极对不同浓度钙离子的响应基本不变，可以证明壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶修饰不影响其响应性能。
d.电极的防有机溶剂性能研究：
取50度白酒样品溶液，将步骤a所得到的电极与步骤b所得到的电极分别插入该溶液中，测试不同电极对钙离子响应，通过图4的标准曲线计算出白酒中钙离子的浓度分别为7.9±3.2μM(步骤a)和42.8±5.1μM(步骤b)。同时用ICP-MS测得白酒中钙离子含量为44.5±3.7μM，结果与水凝胶修饰电极的结果更为接近，证明壳聚糖-聚乙烯醇修饰电极敏感膜表面有效改善了电极的在白酒中检测钙离子的能力。

Claims (7)

1.一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，其特征在于：在聚合物膜离子选择性电极的聚合物敏感膜表面涂覆壳聚糖-聚乙烯醇形成的水凝胶涂层；
所述离子选择性电极底部粘附聚合物敏感膜，而后将敏感膜润湿，润湿后将壳聚糖-聚乙烯醇混合物滴涂在敏感膜表面，于40-50℃下保持30-60分钟使其形成水凝胶，即于敏感膜表面形成壳聚糖-聚乙烯醇水凝胶涂层；
润湿敏感膜的试剂为四氢呋喃或聚多巴胺溶液；
将壳聚糖溶于0.1 M HCl，冰浴冷却15 min；将聚乙烯醇加入去离子水中，80 ℃加热1h；将1 M NaHCO3与上述聚乙烯醇溶液混合并冷却15 min；冰浴中，磁力搅拌下缓慢将聚乙烯醇溶液加入到壳聚糖溶液中，搅拌10 min；所得溶液在5000 r/min转速下离心5 min脱气，得到壳聚糖-聚乙烯醇混合物。
2.按权利要求1所述的可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，其特征在于：所述壳聚糖占水凝胶质量的1-5%，聚乙烯醇占水凝胶质量的1-5%。
3.按权利要求1所述的可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，其特征在于：所述离子选择性电极为常规圆盘电极、含有传导层的固体接触式聚合物膜离子选择性电极、含有内充液的液体接触式聚合物膜离子选择性电极。
4.按权利要求1所述的可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，其特征在于：所述聚合物敏感膜成分按重量份数计，0.2-10%离子选择性载体、0.1-5%亲脂性离子交换剂、20-40%膜基体材料、40-80%增塑剂。
5.按权利要求4所述的可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极，其特征在于：所述膜基体材料为聚氯乙烯、聚氨酯、硅橡胶、醋酸纤维、聚丙烯酰胺或聚甲基丙烯酸-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；增塑剂为邻硝基苯辛醚、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、己二酸二辛酯或癸二酸二辛脂；离子选择性载体为铅离子载体、铜离子载体、铁离子载体、铬离子载体、钠离子载体、钾离子载体、铵根离子载体、钙离子载体、镁离子载体、碳酸根离子载体、硝酸根离子载体、氯离子载体或溴离子载体；亲脂性离子交换剂为四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠或三(十二烷基)氯化铵。
6.按权利要求1所述的可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极的应用，其特征在于：离子选择性电极在含有有机溶剂的水体中电位检测的应用。
7.按权利要求6所述的可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极的应用，其特征在于：含有机溶剂水体为啤酒、白酒或镍氢电池研制废水。
CN202210696443.3A 2022-06-20 2022-06-20 一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用 Active CN115165997B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210696443.3A CN115165997B (zh) 2022-06-20 2022-06-20 一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210696443.3A CN115165997B (zh) 2022-06-20 2022-06-20 一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115165997A CN115165997A (zh) 2022-10-11
CN115165997B true CN115165997B (zh) 2023-12-19

Family

ID=83484462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210696443.3A Active CN115165997B (zh) 2022-06-20 2022-06-20 一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115165997B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115753933B (zh) * 2022-12-22 2023-08-11 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 一种羧甲基壳聚糖基水凝胶修饰电极的制备方法及其应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102504296A (zh) * 2011-09-26 2012-06-20 常州绿之源高分子材料有限公司 水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法
CN102539500A (zh) * 2010-12-31 2012-07-04 中国科学院烟台海岸带研究所 一种基于非对称性聚合物膜的传感器及其检测方法和应用
CN109632912A (zh) * 2018-12-29 2019-04-16 中国科学院烟台海岸带研究所 一种提高聚合物膜离子选择性电极在生物样品检测中稳定性和使用寿命的方法
CN109942870A (zh) * 2019-04-01 2019-06-28 广东石油化工学院 一种树枝-线形聚合物刷防护的聚乙烯醇生物质复合薄膜的制备方法
RU2736488C1 (ru) * 2020-03-19 2020-11-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов кальция
CN112114019A (zh) * 2020-08-10 2020-12-22 中国科学院烟台海岸带研究所 一种基于吲哚类活性物质释放的电位型防污传感器及其应用
CN112557476A (zh) * 2020-11-24 2021-03-26 中国科学院烟台海岸带研究所 一种防油污聚合物膜离子选择性电极及应用
CN114019005A (zh) * 2021-10-20 2022-02-08 中国科学院烟台海岸带研究所 一种基于离子迁移放大效应的聚合物敏感膜的高精度电化学检测方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200129932A1 (en) * 2018-10-24 2020-04-30 Yen-Ling TSAI High permselectivity of pva/ga/cs-m+ membrane for dehydration of organic solvent and preparation method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102539500A (zh) * 2010-12-31 2012-07-04 中国科学院烟台海岸带研究所 一种基于非对称性聚合物膜的传感器及其检测方法和应用
CN102504296A (zh) * 2011-09-26 2012-06-20 常州绿之源高分子材料有限公司 水溶性壳聚糖/聚乙烯醇复合薄膜的制备方法
CN109632912A (zh) * 2018-12-29 2019-04-16 中国科学院烟台海岸带研究所 一种提高聚合物膜离子选择性电极在生物样品检测中稳定性和使用寿命的方法
CN109942870A (zh) * 2019-04-01 2019-06-28 广东石油化工学院 一种树枝-线形聚合物刷防护的聚乙烯醇生物质复合薄膜的制备方法
RU2736488C1 (ru) * 2020-03-19 2020-11-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) Состав мембраны ионоселективного электрода для определения ионов кальция
CN112114019A (zh) * 2020-08-10 2020-12-22 中国科学院烟台海岸带研究所 一种基于吲哚类活性物质释放的电位型防污传感器及其应用
CN112557476A (zh) * 2020-11-24 2021-03-26 中国科学院烟台海岸带研究所 一种防油污聚合物膜离子选择性电极及应用
CN114019005A (zh) * 2021-10-20 2022-02-08 中国科学院烟台海岸带研究所 一种基于离子迁移放大效应的聚合物敏感膜的高精度电化学检测方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PVA-SA/CS双极膜制备及在电解制备羟基新戊酸中的应用;许彩霞;陈日耀;郑曦;吴春山;陈震;;应用化学(03);第317-321页 *
Towards potentiometric detection in nonaqueous media: Evaluation of the impacts of organic solvents on polymeric membrane ion-selective electrodes;Zhaoyang Lin等;Talanta;第241卷;第123238：1-9页 *
改性聚乙烯醇膜的研究进展;刘超 等;化工进展;第40卷(第6期);第3258-3269页 *
聚乙烯醇―壳聚糖水凝胶机械性能的研究;吴炜亮;吴国杰;赖国柱;;广东工业大学学报(04);第105-109页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115165997A (zh) 2022-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2085322C (en) Graphite based solid state polymeric membrane ion-selective electrodes
Mohamed et al. New screen‐printed ion‐selective electrodes for potentiometric titration of cetyltrimethylammonium bromide in different civilic media
US20050006237A1 (en) Ion-selective solid-state polymeric membrane electrondes
CN105738452B (zh) 一种利用全固态氨氮传感器的检测氨氮的方法及其装置
Liu et al. Potentiometric ion-and bioselective electrodes based on asymmetric polyurethane membranes
CN115165997B (zh) 一种可用于有机相中电位检测的聚合物膜离子选择性电极及应用
EP3054290B1 (en) Ion-selective electrode
Kimura et al. Applications of sol− gel-derived membranes to neutral carrier-type ion-sensitive field-effect transistors
Cha et al. Asymmetric cellulose acetate membrane-based carbonate-and chloride-selective electrodes
Borraccino et al. Suitable ion-selective sensors for lead and cadmium analysis
CN110286149B (zh) 一种基于氧化石墨烯防污层的聚合物膜电位型防生物污损传感器及其应用
AU639005B2 (en) Electrochemical cell, reference electrode and electrochemical method
KR101217734B1 (ko) 전류법 기반 마이크로-이온선택성 전극의 제조방법, 이에 의하여 제조된 전류법 기반 마이크로-이온선택성 전극 및 이를 이용하여 이온 농도를 전기화학적으로 정량하는 방법
CN114019005B (zh) 一种基于离子迁移放大效应的聚合物敏感膜的高精度电化学检测方法
Chang et al. Healthcare chip based on integrated electrochemical sensors used for clinical diagnostics of BUN
CN112114019B (zh) 一种基于吲哚类活性物质释放的电位型防污传感器及其应用
Oyama et al. Ion-selective electrodes based on bilayer film coating
Zanardi et al. Development of a redox polymer based on poly (2-hydroxyethyl methacrylate) for disposable amperometric sensors
Guagneli Novel design of a flow-through potentiometric sensing device
Lin et al. Towards potentiometric detection in nonaqueous media: Evaluation of the impacts of organic solvents on polymeric membrane ion-selective electrodes
Kaushal et al. Yttrium (III) selective electrode based on zirconium (IV) phosphoborate
CA1093641A (en) Ion-selective electrode
CN116462921A (zh) 一种氯离子选择性聚合膜的制备方法
RU167544U1 (ru) Электрохимический сенсор для определения дофамина
KR100474880B1 (ko) 고체형이온센서제조방법

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