專利名稱：一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)同分異構(gòu)體分析測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用功能化介孔材料NH2-SBA15修飾電極同時(shí)測(cè)定兩種萘酚同分異構(gòu)體的方法。
背景技術(shù)：
萘酚作為一種常見的有機(jī)合成原料或合成中間體，在染料、油脂、藥物、農(nóng)藥等行業(yè)的制備和合成中應(yīng)用廣泛。萘酚具有I-萘酚(α -萘酚)和2-萘酚(β -萘酚)兩種同分異構(gòu)體，它們具有相似的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，但其用途完全不同，并且二者常常共存于同一產(chǎn)品中。因此，建立快速、可靠、簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)I-萘酚和2-萘酚的同時(shí)測(cè)定，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量控制和對(duì)環(huán)境綜合治理意義重大。酚類的測(cè)定方法主要有熒光光度法、磷光光度法、高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法等，上述分析方法各具有一定的優(yōu)勢(shì)，比如檢測(cè)限低、精密度高等，但通常也有都具有檢測(cè)儀器較為昂貴、使用較為繁瑣不便、分析時(shí)間較長(zhǎng)等缺陷。而電化學(xué)方法因其簡(jiǎn)便、快速、成本低而倍受關(guān)注。目前，有關(guān)修飾電極對(duì)萘酚的催化氧化及同時(shí)測(cè)定和分離兩種萘酚異構(gòu)體的報(bào)道甚少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述缺點(diǎn)而提供一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法，將介孔功能化修飾電極應(yīng)用與萘酚異構(gòu)體的電化學(xué)檢測(cè)，并利用循環(huán)伏安法和差分脈沖法實(shí)現(xiàn)了萘酚的兩種同分異構(gòu)體的同時(shí)電化學(xué)測(cè)量。利用介孔材料的功能化制備修飾電極，其電極材料合成簡(jiǎn)單方便，電極制作較簡(jiǎn)便，材料價(jià)格低廉，電極易于更新，重現(xiàn)性好，無(wú)毒，不污染環(huán)境，并且本測(cè)定方法有效減低了共存物質(zhì)的干擾，選擇性好，靈敏度高，介孔功能化修飾電極能夠完全對(duì)這兩種異構(gòu)體進(jìn)行區(qū)分并能顯著的提高檢測(cè)靈敏度，這種方法可以被用于萘酚同分異構(gòu)體在實(shí)際水樣中的檢測(cè)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法，以功能化介孔材料NH2-SBA15和石墨粉制備電極NH2-SBA15/CPE，以NH2_SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極，利用循環(huán)伏安法和差分脈沖法對(duì)萘酚的兩種同分異構(gòu)體進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量。具體步驟為
①用微量移液器分別將一定量的I-萘酚，2-萘酚溶液準(zhǔn)確移入含有IOmL BR緩沖液(pH2. 5)的電解池中，以NH2-SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極；實(shí)驗(yàn)在CHI842C電化學(xué)綜合測(cè)試儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī)軟件供作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；在I. O O. 2 V電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安 ②將I-萘酚，2-萘酚的濃度分別固定在5. O X 10_5mol/L，而變更其中之一的濃度，隨著該濃度的增大，示差脈沖伏安圖氧化峰電流增加，可得I-萘酚，2-萘酚線性關(guān)系曲線；同時(shí)測(cè)定其檢出限；
I-萘酚的線性范圍為5. OX 10_6-8· OX 10_4mol/L，檢出限為2. O X 10_6mol/L ;線性方程為/p ( μ A) =0. 09311-0. 02182c (mol/L)，相關(guān)系數(shù) R=O. 9980 ；
2-萘酚的線性范圍為5. OX 1(Γ6-1. OX 10_4mol/L，檢出限為2. O X 10_6mol/L，線性方程為Jp ( μ A) =0. 35681-0. 03184c (mol/L)，相關(guān)系數(shù) R=O. 9975 ；
③結(jié)合上述線性關(guān)系，對(duì)未知濃度的萘酚異構(gòu)體樣品進(jìn)行測(cè)定，分別計(jì)算出I-萘酚和
2-萘酚的濃度將未知濃度的I-萘酚、2-萘酚混合溶液放在電解池中，以NH2-SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極；實(shí)驗(yàn)在CHI842C電化學(xué)綜合測(cè)試儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī)軟件供作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；在I. O O. 2V電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安圖；在各自峰電位處分別測(cè)得各同分異構(gòu)體的Ip值；將所測(cè)得的Ip值分別代入上述所得的線性方程中，計(jì)算得I-萘酚、2-萘酚各自的濃度。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明利用了有序多孔氧化硅的吸附特性，提高了富集效·率。利用了修飾多孔氧化硅表面大量的-NH2基團(tuán)，進(jìn)一步催化氧化了萘酚異構(gòu)體，提高了靈敏度，改善了選擇性。I-萘酚和2-萘酚的氧化峰電位之差可達(dá)到200 mV以上，完全可以實(shí)現(xiàn)兩者的同時(shí)測(cè)定。因此，介孔功能化修飾電極能夠完全對(duì)這兩種異構(gòu)體進(jìn)行區(qū)分并能顯著的提高檢測(cè)靈敏度，這種方法可以被用于萘酚同分異構(gòu)體在實(shí)際水樣中的檢測(cè)。


圖I所示為裸碳電極(CPE)，SBA15和NH2-SBA15化學(xué)修飾電極分別在含有5X 10_6mol/L I-萘酚、2-萘酚的B-R (pH=2. 5)底液中的差分脈沖伏安 圖2所示為不同濃度的I-萘酚的差分脈沖 圖3所示為不同濃度的2-萘酚的循環(huán)伏安 圖4所示為I-萘酚的濃度-峰電流工作曲線；
圖5所示為2-萘酚的濃度-峰電流工作曲線。其中，I-CPE，2-NH2-SBA15/CPE,3-SBA15/CPE，4-0 μ mol/L, 5-20 μ mol/L,
6-100 μ mol/L,7-40 μ mol/L,8-60 μ mol/L,9-80 μ mol/L。
具體實(shí)施例方式 為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。實(shí)施例I
I.SBA15 合成
的合成SBA15合成以P123為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。取3. 286 g P123溶于30 g去離子水中，加入98 g 2 mol/L的HCl溶液，在40°C下攪拌溶液至透明，滴加入6. 944 g TEOS,40 1攪拌晶化24h，而后轉(zhuǎn)至老化瓶中于80 1靜置老化48h。抽濾，產(chǎn)物依次用二次水、乙醇洗滌至中性，轉(zhuǎn)至真空箱中干燥。干燥產(chǎn)物在箱式高溫電阻爐中以1°C /min速率升溫至550 °C煅燒6h，得到產(chǎn)物SBA15備用。實(shí)驗(yàn)所用各原料的摩爾比約為n (TEOS) :n(P123) : n (HCl) : n (H2O) = 1:0.017:5.8:181。.介孔材料NH2-SBA15的合成過(guò)程
氨基化SBA-15的合成步驟取I g SBA15于三口瓶中，加入30 mL無(wú)水甲苯，室溫?cái)嚢杈鶆颍缓缶徛渭?. 5 mL APTES，繼續(xù)攪拌I h后升溫至70 V，回流18 h。反應(yīng)后抽濾得到產(chǎn)品，并用甲苯和異丙醇各洗滌三次，于150 °C真空烘10 h，即可得到NH2-SBA15。3.電極的制作0.8 g石墨粉和O. 2 g介孔材料NH2-SBA15于瑪瑙研缽中，研磨充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笾鸬渭尤攵谆栌?200yL，邊攪拌壓實(shí)邊滴加，待其形成有韌性的較小片狀物，用研缽棒按壓形成魚鱗狀片成后裝入直徑約5 mm的玻璃管中，用細(xì)玻璃棒壓緊，用銅絲纏上黑色膠帶(更新電極時(shí)，防止銅絲過(guò)多的插入而無(wú)法更新)作導(dǎo)線引出，另一端在光滑干凈的薄紙上拋光，用二次水洗凈即制得純碳糊電極。須更新表面時(shí)，將碳糊擠出疒3 _后在稱量紙上拋光，以二次水洗凈即可。4.利用上述介孔材料NH2_SBA15修飾電極測(cè)定萘酚兩種同分異構(gòu)體的方法，具體步驟為，
①用微量移液器分別將一定量的I-萘酚，2-萘酚溶液準(zhǔn)確移入含有IOmLBR緩沖液(pH2. 5)的電解池中，以上述電極(NH2-SBA15/CPE)為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極；實(shí)驗(yàn)在CHI842C電化學(xué)綜合測(cè)試儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī)軟件供作實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；在I. O O. 2 V電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安 ②將I-萘酚，2-萘酚的濃度分別固定在5.OX 10_5mol/L，而變更其中之一的濃度，隨著該濃度的增大，示差脈沖伏安圖氧化峰電流增加，可得I-萘酚，2-萘酚線性關(guān)系曲線；同時(shí)測(cè)定其檢出限；
I-萘酚的線性范圍為5. OX 10_6-8· OX 10_4mol/L，檢出限為2. O X 10_6mol/L ;線性方程為-Jp ( μ A) =0. 09311-0. 02182c (mol/L)，相關(guān)系數(shù) R=O. 9980 ；
萘酚的線性范圍為5. 0X10-6-1.0X10-4mol/L，檢出限為2. O X 10_6mol/L，線性方程為Jp ( μ A) =0. 35681-0. 03184c (mol/L)，相關(guān)系數(shù) R=O. 9975。③結(jié)合上述線性關(guān)系，對(duì)未知濃度的萘酚異構(gòu)體樣品進(jìn)行測(cè)定，分別計(jì)算出I-萘酚和2-萘酚的濃度將未知濃度的I-萘酚、2-萘酚混合溶液放在電解池中，以上述電極(NH2-SBA15/CPE)為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極；實(shí)驗(yàn)在CHI842C電化學(xué)綜合測(cè)試儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī)軟件供作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；在I. O
O.2V電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安圖。在各自峰電位處分別測(cè)得各同分異構(gòu)體的Ip值；將所測(cè)得的Ip值分別代入上述所得的線性方程中，計(jì)算得I-萘酚、2-萘酚各自的濃度。由此可見，NH2_SBA15修飾電極能夠完全對(duì)這兩種物質(zhì)進(jìn)行區(qū)分，在沒有任何預(yù)先處理的情況下，可以將這種方法應(yīng)用于兩種萘酚同分異構(gòu)體的同時(shí)檢測(cè)。修飾電極對(duì)萘酚異構(gòu)體的檢測(cè)結(jié)果，有其循環(huán)伏安圖和差分脈沖圖可以得到兩種樣品的峰電位大約分別為1-萘酚的氧化峰出現(xiàn)于+0. 762 V，2-萘酚的氧化峰出現(xiàn)在+0. 557 V。在NH2-SBA15修飾電極上應(yīng)用伏安法和差分脈沖伏安法實(shí)現(xiàn)了兩種萘酚同分異構(gòu)體的同時(shí)電化學(xué)測(cè)量。NH2-SBA15修飾碳糊電極很大程度上提高了檢測(cè)靈敏度，1_萘酚和2-萘酚的氧化峰電位之差可達(dá)到200 mV以上，完全可以實(shí)現(xiàn)兩者的分離測(cè)定本測(cè)定方法有效減低了共存物質(zhì)的干擾，選擇性好，靈敏度高?？梢詫⑵渲苯討?yīng)用于含萘酚兩種同分異構(gòu)體樣品的同時(shí)檢測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法，其特征在于，以功能化介孔材料NH2-SBA15和石墨粉制備電極NH2-SBA15/CPE用于同時(shí)測(cè)定萘酚同分異構(gòu)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法，其特征在于，以NH2-SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極，利用循環(huán)伏安法和差分脈沖法對(duì)萘酚的兩種同分異構(gòu)體進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法，其特征在于，具體步驟為 ①用微量移液器分別將一定量的I-萘酚，2-萘酚溶液準(zhǔn)確移入含有IOmL pH2. 5的BR緩沖液電解池中，以NH2-SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極；實(shí)驗(yàn)在CHI842C電化學(xué)綜合測(cè)試儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī)軟件供作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；在I. O O. 2 V電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安圖； ②將I-萘酚，2-萘酚的濃度分別固定在5.O X 10_5mol/L，而變更其中之一的濃度，隨著該濃度的增大，示差脈沖伏安圖氧化峰電流增加，可得I-萘酚，2-萘酚線性關(guān)系曲線；同時(shí)測(cè)定其檢出限； 1-萘酚的線性范圍為5.OX 10_6-8· OX 10_4mol/L，檢出限為2. O X 10_6mol/L ;線性方程為-Jp ( μ A) =0. 09311-0. 02182c (mol/L)，相關(guān)系數(shù) R=O. 9980 ； 2-萘酚的線性范圍為5.OX 1(Γ6-1. OX 10_4mol/L，檢出限為2. O X 10_6mol/L，線性方程為Jp ( μ A) =0. 35681-0. 03184c (mol/L)，相關(guān)系數(shù) R=O. 9975 ； ③結(jié)合上述線性關(guān)系，對(duì)未知濃度的萘酚異構(gòu)體樣品進(jìn)行測(cè)定，分別計(jì)算出I-萘酚和2-萘酚的濃度將未知濃度的I-萘酚、2-萘酚混合溶液放在電解池中，以NH2-SBA15/CPE為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉬電極為對(duì)電極；實(shí)驗(yàn)在CHI842C電化學(xué)綜合測(cè)試儀上進(jìn)行，其附屬的計(jì)算機(jī)軟件供作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；在I. O O. 2V電位范圍內(nèi)進(jìn)行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安圖；在各自峰電位處分別測(cè)得各同分異構(gòu)體的Ip值；將所測(cè)得的Ip值分別代入上述所得的線性方程中，計(jì)算得I-萘酚、2-萘酚各自的濃度。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)同分異構(gòu)體分析測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同時(shí)檢測(cè)萘酚兩種同分異構(gòu)體的電化學(xué)方法，將介孔功能化修飾電極應(yīng)用于萘酚異構(gòu)體的電化學(xué)檢測(cè)，并利用循環(huán)伏安法和差分脈沖法實(shí)現(xiàn)了萘酚的兩種同分異構(gòu)體的同時(shí)電化學(xué)測(cè)量。本測(cè)定方法有效減低了共存物質(zhì)的干擾，選擇性好，靈敏度高，介孔功能化修飾電極能夠完全對(duì)這兩種異構(gòu)體進(jìn)行區(qū)分并能顯著的提高檢測(cè)靈敏度，這種方法可以被用于萘酚同分異構(gòu)體在實(shí)際水樣中的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/30GK102944603SQ20121051878
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者周長(zhǎng)利, 衛(wèi)茂超, 段爍, 劉珊, 徐帥 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)