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原文传递一种痕量磷酸盐与pH联合检测仪及其方法

专利名称：	一种痕量磷酸盐与pH联合检测仪及其方法
摘要：	本发明公开了一种痕量磷酸盐与pH联合检测仪及其方法，属于电化学领域。检测仪包括双通道丝网印刷电极，双通道丝网印刷电极在基板上布置有两个工作电极、一个参比电极和一个对电极，四个电极分别通过接线与触点相连；所述的参比电极和对电极间隔布置，两者之间夹持形成两个放置工作电极的区域，两个工作电极共用一个参比电极和一个对电极；所述的两个工作电极中，第一工作电极表面修饰有pH敏感纳米材料，第二工作电极表面修饰有磷酸盐敏感纳米材料。该联合检测仪可以同时检测溶液的pH和磷酸盐浓度，可通过预先确定溶液pH值是否为强酸性，确保磷酸盐浓度检测的准确性。本发明的效果在于能对磷酸盐和pH实现原位检测，具有灵敏性稳定性和再现性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	梁新强;张楚璇;卢圆圆;王子琬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910329013.6
公开号：	CN110133072A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	傅朝栋;张法高
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，包括双通道丝网印刷电极，双通道丝网印刷电极在基板上布置有两个工作电极、一个参比电极和一个对电极，四个电极分别通过接线与触点相连；所述的参比电极和对电极间隔布置，两者之间夹持形成两个放置工作电极的对称区域，两个工作电极共用一个参比电极和一个对电极；所述的两个工作电极中，第一工作电极表面修饰有pH敏感纳米材料，第二工作电极表面修饰有磷酸盐敏感纳米材料。 2.如权利要求1所述的痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，所述的pH敏感纳米材料为纳米金属氧化物。 3.如权利要求2所述的痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，所述的纳米金属氧化物包括纳米级的二氧化钌、氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铅和氧化钛。 4.如权利要求1所述的痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，所述的磷酸盐敏感纳米材料为ZrO2-ZnO/多壁碳纳米管/四水合七钼酸铵纳米复合材料，其制备方法为： 1)将Zn(Ac)2和ZrOCl2粉末以质量比1：1的比例溶解在2wt.％的醋酸溶液中，然后在80℃水浴环境下缓慢加入2.0wt％的壳聚糖，调节溶液pH至11.0～12.0，继续保持80℃水浴1小时；随后对产生的沉淀进行洗涤、干燥，将该固体置于马弗炉中，以25℃h-1的速率升温至350℃恒温加热1小时，然后再以25℃h-1的速率升温至450℃下高温氧化1小时；固体冷却后，得到ZrO2-ZnO纳米复合材料； 2)将所述ZrO2-ZnO纳米复合材料加入乙醇中，超声震荡形成300mg L-1的纳米分散液；然后按照100mg L-1的投加量加入经过预处理的多壁碳纳米管，维持60℃水浴环境下加热24小时，得到悬浮液；待悬浮液冷却至室温后，向该悬浮液中加入0.064mol L-1四水合七钼酸铵和0.1％Nafion，均匀混合后得到ZrO2-ZnO/多壁碳纳米管/四水合七钼酸铵纳米复合材料的修饰液。 5.如权利要求1所述的痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，所述的修饰液通过滴涂后干燥的方式修饰于第二工作电极表面。 6.如权利要求1所述的痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，所述的多壁碳纳米管的预处理过程为：在浓HNO3中将多壁碳纳米管回流5小时。 7.如权利要求1所述的痕量磷酸盐与pH联合检测仪，其特征在于，所述的接线为导电银层，所述的工作电极为碳电极，所述的参比电极为Ag/AgCl电极或碳电极，所述的对电极为铂丝电极或银电极，所述的基板为PET基板。 8.一种利用如权利要求1～7任一所述检测仪的痕量磷酸盐与pH联合检测方法，用于同时检测待测溶液的pH和磷酸盐浓度，其特征在于，步骤如下： 1)将待测样品溶液定量滴加到包含第一工作电极的三电极体系表面，通过电化学法检测待测样品溶液的pH值； 2)将待测样品溶液与pH≤1的强酸性电解液定量混合，得到测试液； 3)将测试液定量滴加于包含第二工作电极的三电极体系表面，进行电位扫描，获得磷钼酸盐络合物的氧化还原峰峰电流；根据电流与磷酸盐浓度之间的线性关系，得到待测样品溶液中的磷酸盐浓度。 9.一种利用如权利要求1～7任一所述检测仪的痕量磷酸盐与pH联合检测方法，用于检测待测溶液中的磷酸盐浓度，其特征在于，步骤如下： 1)将待测样品溶液与强酸性电解液定量混合，得到测试液； 2)将步骤1)中的测试液定量滴加到包含第一工作电极的三电极体系表面，通过电化学法检测测试液的pH值，确认溶液pH≤1； 3)将pH≤1的测试液定量滴加于包含第二工作电极的三电极体系表面，进行电位扫描，获得磷钼酸盐络合物的氧化还原峰峰电流；根据电流与磷酸盐浓度之间的线性关系，得到待测样品溶液中的磷酸盐浓度。 10.如权利要求1所述的痕量磷酸盐与pH联合检测方法，其特征在于，所述的待测样品为土壤样品，需预先对土壤样品中的磷酸盐进行提取，具体步骤为：将土壤样品干燥后过筛后，定量加入离心管中，使用醋酸作为提取剂，进行震荡提取；对提取液使用超速离心机进行固液分离，将离心后的上清液过滤作为待测样品溶液；所述震荡提取的时间优选为1h；所述的醋酸浓度优选为0.50mol L-1。
所属类别：	发明专利