1.一种用于快速检测重金属离子的无修饰柔性电化学传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:将多层柔性聚合物薄膜进行粘接后,进行压膜处理,得到兼顾柔性和厚度的柔性聚合物基底;
S2:将步骤S1制备的柔性聚合物基底剪裁成电极片,将电极片超声清洗直到柔性聚合物基底表面基本无杂质;
S3:利用激光诱导石墨烯在所述柔性聚合物基底进行LIG三电极的制备,包括:先在柔性聚合物基底上设计三电极打印轮廓,然后利用填充功能对三电极及其导线进行填充划线,再同时控制激光功率、划线间距、划线速度和激光频率,得到特定结构组分及微观形貌的LIG三电极,再对LIG三电极进行绝缘处理,干燥,得到无修饰柔性电化学传感器;在本步骤中,所述激光功率在总功率=30 W时控制在1%~30%,所述划线间距控制在0.01 mm~0.25 ‑1 ‑1mm,划线速度控制在100 mm·s ~2250mm·s ,激光频率控制在20 kHZ。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述进行LIG三电极的制备时,用来固定柔性聚合物基底的第一模具是采用LCD光固化树脂3D打印机打印自制备得到;所述对LIG三电极进行绝缘处理时,用来固定柔性聚合物基底的第二模具是采用LCD光固化树脂3D打印机打印自制备得到。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S3中,所述激光功率在总功‑1率=30 W时控制在1%,所述划线间距控制在0.02 mm,划线速度控制在800~1000 mm·s ,激光频率控制在20 kHZ。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S3中,所述激光功率在总功率=30 W时控制在1%,所述划线间距控制在0.12 mm~0.24 mm,划线速度控制在100 mm·s ‑1,激光频率控制在20 kHZ。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在步骤S3中,所述划线间距控制在
0.12 mm。
6.一种权利要求1~5中任一项制备方法获得的用于快速检测重金属离子的无修饰柔性电化学传感器,所述柔性电化学传感器包括柔性聚合物基底和设置于前述柔性聚合物基底上的三电极,所述三电极包含工作电极、参比电极和对电极,其特征在于,所述工作电极、参比电极和对电极均是由激光诱导石墨烯制成的LIG电极;所述柔性电化学传感器上不含用于匹配重金属离子的修饰性材料或涂层;
所述LIG电极形成的碳化层均高于聚合物基底的上表面,且碳化层呈絮状结构,有致密均匀孔隙;
所述LIG电极表面可检测到C1s峰、O1s峰和N1s峰,且C元素质量百分比含量在95%以上,O元素质量百分比含量在3%以下,N元素质量百分比含量在2%以下;
所述LIG电极的拉曼光谱图像的定量信息如下:ID/IG为1.05以下,I2D/IG为1.0以上,且FWHMG为70以下;所述LIG的表面接触角达到90°以上且呈现疏水性。
7.根据权利要求6所述的无修饰柔性电化学传感器,其特征在于,所述聚合物基底选用PI膜。
8.一种权利要求6或7所述的无修饰柔性电化学传感器在快速检测重金属离子中的应
2+ 2+
用,其特征在于,快速检测的重金属离子包含Cd 和/或Pb ;
应用时是采用循环伏安法和方波阳极溶出伏安法配合所述无修饰柔性电化学传感器
2+ ‑1
进行检测,所述检测条件包括:缓冲液pH=4.5~5,Bi 浓度为60~200 μg•L ,沉积电位为‑
1.4V~‑1.2 V。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,检测时循环伏安法测试选用20 mL 5 mM
3‑/4‑ ‑1
[Fe(CN)6] 和0.1M KCl的混合溶液作为检测底液,扫描速率为50 mV•s ,所述方波阳极‑1溶出伏安法选用20 mL的0.1 M醋酸盐缓冲液作为检测底液,转子速度为400 r•min ,静止时间为15 s,步幅为0.004 V,脉冲幅度为0.025 V,频率为25 Hz;检测条件包括:缓冲液pH=
2+ ‑1
5,Bi 浓度为60 μg•L ,沉积电位为‑1.4 V,沉积时间为300 s。
10.根据权利要求中8或9所述的应用,其特征在于,所述无修饰柔性电化学传感器用于
2+ 2+ 2+ 2+
对待检溶液进行同时包含Cd 和Pb 的同步检测,对Cd 和Pb 的检出限分别为0.914 μg·‑1 ‑1 3+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+L 和0.916 μg·L ,且待检溶液中还包含Al 、Cr 、Hg 、Mg 、Mn 、Zn 中的至少一种。