本發(fā)明涉及食品、衛(wèi)生、環(huán)境等電化學(xué)分析檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種炭氮復(fù)合材料修飾的工作電極檢測微量重金屬的電化學(xué)方法。
背景技術(shù)：
重金屬污染直接危害人體健康，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化，其中尤其是鉛、汞、鎘、鉻、砷等五種危害最大。電化學(xué)檢測重金屬元素相對于原子吸收光譜法、原子熒光法、紫外可見分光光度法、x射線熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法來說，具有設(shè)備簡單，操作方便，靈敏度高等優(yōu)點，在食品、衛(wèi)生、環(huán)境等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。
石墨相氮化碳（g-c3n4）是由c-n共價鍵形成的原子層，再層層堆垛而形成。這種材料起初主要用作固體潤滑劑，2008年被首次用作無金屬的光催化劑，自此成為化學(xué)和材料等眾多領(lǐng)域的研究熱點，受到了強烈關(guān)注。g-c3n4的制備過程相對來說比較簡單，可以通過一些物質(zhì)如，二氰二胺、三聚氰胺、硫脲等物質(zhì)高溫縮聚便可以得到。用含氮量高的g-c3n4與碳納米管、石墨烯等碳材料進行組裝，可以很好的起到調(diào)節(jié)碳材料的電子性能和改善材料的催化活性。這種材料已在氧還原反應(yīng)上表現(xiàn)出優(yōu)越的催化性能。
本專利以g-c3n4/c復(fù)合材料來修飾工作電極分析檢測微量及痕量砷及重金屬元素，所用材料價廉易得，修飾過程簡單快捷，靈敏度高，性能穩(wěn)定，有很強的推廣應(yīng)用前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對目前電化學(xué)方法檢測微量重金屬過程中，工作電極選擇的實際應(yīng)用存在的不足，提供一種炭氮復(fù)合材料修飾的工作電極檢測微量重金屬的電化學(xué)方法
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種炭氮復(fù)合材料修飾的工作電極檢測微量重金屬的電化學(xué)方法，包括所述工作電極為g-c3n4/c復(fù)合材料修飾的，制備方法如下:
g-c3n4/c復(fù)合材料的制備過程，方式一，將三聚氰胺或尿素等溶于水，然后按比例加入石墨、炭黑、活性炭等碳材料，充分混合，干燥后將固體物料加入馬弗爐在一定溫度下煅燒得到g-c3n4/c的復(fù)合材料。方式二，將三聚氰胺或尿素與石墨、炭黑、活性炭等碳材料按比例混合研磨，再經(jīng)過高溫煅燒得到g-c3n4/c的復(fù)合材料。方式三，將g-c3n4與石墨、炭黑、活性炭等碳材料按比例混合研磨得到g-c3n4/c的復(fù)合材料。
一定量的g-c3n4/c復(fù)合材料加入到乙醇、異丙醇或水等溶劑中超聲分散，密封保存?zhèn)溆?。取一定體積滴加到拋光后玻碳電極表面，室溫干燥后即可進行測試，繼續(xù)滴加微量nafion到修飾后的工作電極表面，或者在待測離子溶液中添加鉍離子，均可以提高待測物質(zhì)的檢測范圍。所述的電化學(xué)檢測方法的電極體系包括兩電極或三電極體系。
所述的電化學(xué)分析方法采用溶出伏安法包括差分脈沖溶出伏安法、方波溶出伏安法、線性掃描溶出伏安法等相關(guān)方法。
所述的檢測范圍為微量重金屬。其中，重金屬優(yōu)選鉛、鉻、汞、鎘、銅、鋅、砷。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1、工作電極涂覆材料來源豐富，炭氮材料來源的尿素、三聚氰胺以及石墨、炭黑、活性炭等材料均常見價廉易得。炭氮與碳材料可以通過三種方式來制備復(fù)合材料。
2、適當添加微量nafion在制備好的工作電極上，或者在待檢測物質(zhì)的溶液中適當加入一定量的bi3+，可提高檢測范圍和最低檢測限。
3、電化學(xué)測試過程簡單，測試時間短，檢測限低，可實現(xiàn)多種元素的同時檢測。能夠解決電化學(xué)方法快速檢測微量重金屬的實際應(yīng)用問題。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明：
實施例1
工作電極制備：
將三聚氰胺和炭黑等按照一定質(zhì)量比例混合，充分研磨后于600℃煅燒，3小時候，冷卻至室溫。加入一定體積的無水乙醇，超聲分散超聲40分鐘，密封備用。每次使用前超聲20分鐘，用微量進樣器抽取6ul即15ug的懸浮液滴加到拋光后玻碳電極表面，室溫靜置干燥后滴加2ul的杜邦膜溶液（dupont5%nafion溶液）至電極表面。加入bi3+離子與待測鉛離子摩爾比為20時，g-c3n4/c復(fù)合材料修飾的工作電極檢測鉛時，鉛離子的濃度與溶出峰電流線性關(guān)系良好，檢出限低。
實施例2
工作電極制備：將炭黑加入到尿素水溶液中，超聲溶解，80℃干燥后，放入馬弗爐。550℃煅燒3小時，降溫自然冷卻至室溫。取15ug的g-c3n4/c復(fù)合材料的異丙醇溶液滴涂到拋光后的玻碳電極上，繼續(xù)滴加2ul的dupont5%nafion溶液到電極表面，自然干燥后待用。
電化學(xué)檢測采用差分脈沖溶出伏安法，設(shè)置參數(shù)如下：富集電位-0.8v，富集時間700s，緩沖溶液為ph=4.5的乙酸/乙酸鈉溶液。
加入bi3+離子與待測鉛離子摩爾比為20時，碳黑修飾的工作電極在檢測重金屬鉛時，鉛離子的濃度與溶出峰電流呈線性關(guān)系，檢出限低。
實施例3
工作電極制備：
將尿素與石墨按比例混合研磨，再經(jīng)過高溫煅燒得到g-c3n4/c的復(fù)合材料。15ugg-c3n4/c復(fù)合材料的異丙醇溶液滴涂到拋光后的玻碳電極上，繼續(xù)滴加2ul的dupont5%nafion溶液到電極表面，自然干燥后待用。
電化學(xué)檢測采用差分脈沖溶出伏安法，設(shè)置參數(shù)如下：富集電位-0.8v，富集時間700s，緩沖溶液為ph=4.5的乙酸/乙酸鈉溶液。
加入bi3+離子與待測鉛離子摩爾比為20時，碳黑修飾的工作電極在檢測重金屬鉛時，鉛離子的濃度與溶出峰電流呈線性關(guān)系，檢出限低。
實施例4
工作電極制備：
將g-c3n4與活性炭按比例混合研磨得到g-c3n4/c的復(fù)合材料。15ugg-c3n4/c復(fù)合材料炭黑的乙醇溶液滴涂到拋光后的玻碳電極上，繼續(xù)滴加2ul的dupont5%nafion溶液到電極表面，自然干燥后待用。
電化學(xué)檢測采用差分脈沖溶出伏安法，設(shè)置參數(shù)如下：富集電位-1.0v，富集時間700s，緩沖溶液為ph=4.5的乙酸/乙酸鈉溶液。
加入bi3+離子與待測鉻離子摩爾比為20時，碳黑修飾的工作電極在檢測重金屬鉛時，鉻離子的濃度與溶出峰電流呈線性關(guān)系，檢出限低。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。