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专利号: 2022100602068
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种MnO2/N掺石墨烯电化学传感器用于锌离子检测应用,其特征在于,所述电化学传感器的制备方法步骤如下:(1)首先将N掺杂石墨烯加入到KMnO4溶液中,通过磁力搅拌使其充分混合;

(2)将步骤(1)所得的混合溶液转移到反应釜中进行水热反应后,冷却至室温,并通过离心清洗,最后将其产物在真空下干燥得MnO2/N掺石墨烯粉末,室温、避光下保存备用;

(3)将玻碳电极GCE依次用不同粒径的三氧化二铝粉末打磨,依次在水、乙醇和水中超声,干燥、备用;

(4)取步骤(2)所得MnO2/N掺石墨烯粉末样品用超纯水分散成悬浊液,并修饰于洁净的玻碳电极上,室温孵育一段时间,即可得到MnO2/N掺石墨烯的电化学传感器;

所述N掺石墨烯中,氮含量为3.0wt%‑5.0wt%,N掺石墨烯和KMnO4溶液的用量比为5~

50mg:5‑20mL,其中,KMnO4溶液浓度为0.6~25mol/L;磁力搅拌时间为1~2h;

步骤(4)中,分散后MnO2/N掺石墨烯悬浊液的浓度为100~500μg/mL,在电极上修饰用量为4~8μL。

2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(2)中,水热反应温度为100~200℃,水热反应时间为1~2h。

3.如权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(3)中,GCE直径为3mm;三氧化二铝粉末粒径依次为0.3μm和0.05μm。

4.如权利要求1所述的应用,其特征在于,步骤(4)中,所述室温孵育温度为30~50℃,孵育时间为0.2~1h。

5.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述检测应用的步骤为:

2+

(S1)将MnO2/N掺石墨烯的电化学传感器分别置于不同已知浓度的Zn 标准溶液中,溶剂为NaAc‑HAc缓冲液;

(S2)采用三电极体系,铂丝作为对电极,Ag/AgCl作为参比电极以及玻碳电极作为工作

2+

电极;首先,在磁力搅拌下先将溶液中Zn 富集到玻碳电极界面,停止搅拌并静置一定时间

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后,进行溶出伏安的检测过程;由CHI852D电化学工作站来检测电化学信号;建立Zn 溶液浓度和电化学信号对应关系的标准曲线;

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(S3)待测液的配置:将自来水或河水进行过滤处理,过滤后加入Zn 标准液,即得到待测液;

(S4)将MnO2/N掺石墨烯的电化学传感器置于步骤(S3)所得的待测溶液中;采用步骤

2+

(S2)所述方法检测电化学信号,将得到的电化学信号带入标准曲线中,得出溶液中总的Zn

2+ 2+

浓度,减去加入的Zn 标准液浓度,即为实际样品中的Zn 浓度。

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6.如权利要求5所述的应用,其特征在于,步骤(S2)中,所述Zn 溶液浓度为0.2~180μM;所述NaAc‑HAc缓冲溶液的浓度为0.05~2M,pH值为3~6,测试时所采用参数为:富集电位为‑1.3~‑1.4V,采样间隔为0.1~0.5s,富集时间为50~500s;检测电位从‑1.4到‑0.3V,增量电位为1~10mV,频率为50~500Hz,幅度为50~500mV。