对苯二酚分子印迹光电化学传感器、其制备方法和应用

技术特征：
1.一种对苯二酚分子印迹光电化学传感器，其特征在于，所述传感器包括参比电极、辅助电极和工作电极，所述参比电极、所述辅助电极和所述工作电极组成三电极体系，其中所述工作电极为分子印迹修饰电极，所述分子印迹修饰电极包括导电基体、负载于所述导电基体上的复合材料和分子印迹聚合物膜层；其中所述导电基体为l型玻璃碳电极，所述复合材料为cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构，所述分子印迹聚合物膜层采用电聚合-洗脱方法制备得到。2.一种根据权利要求1所述的对苯二酚分子印迹光电化学传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：s1、确定cds纳米颗粒和znin2s4纳米片的能带结构；s2、水热合成制备cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料，并将所述cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料真空干燥后密封保存备用；s3、将玻璃碳电极依次采用丙酮、乙醇、超纯水超声洗涤进行清洁，并且用氮气吹干备用；s4、将步骤s2中制备的所述cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料分散在去离子水中得到均匀分散液，取10μl的均匀分散液和10μl nafion溶液涂覆在步骤s3中清洗干净的玻璃碳电极表面，并且在室温下干燥，得到cds/znin2s4光电转换层修饰的所述玻璃碳电极；s5、将步骤s4得到的所述cds/znin2s4光电转换层修饰的玻璃碳电极置于含有对苯二酚的分子印迹聚合液中，通过电聚合方法制备分子印迹聚合物，使得分子印迹聚合物原位修饰在cds/znin2s4光电转换层修饰的玻璃碳电极表面，形成分子印迹聚合物膜层，并且利用醋酸洗脱液和乙醇洗脱液洗脱对苯二酚模板分子得到分子印迹聚合物修饰的玻璃碳电极mi-cds/znin2s4/gce，并且将所述分子印迹聚合物膜层修饰的玻璃碳电极作为工作电极接入光电化学传感体系，以得到基于cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料的所述分子印迹光电化学传感器。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中确定cds纳米颗粒和znin2s4纳米片的能带结构包括：结合cds和znin2s4的光学带隙eg与半导体内各原子绝对电负性的几何平均值，计算出半导体的导带和价带的位置，设计能带隙匹配的异质结构。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中水热合成制备cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料包括：将znin2s4纳米片分散到水溶液中，加入十六烷基三甲基溴化铵、cdcl2和硫脲搅拌均匀形成混合液，后转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，密封并置于120℃～140℃下反应；以及待其自然冷却至室温后，将其分散液离心，依次用水和无水乙醇洗涤数次，并将沉淀物置于真空干燥箱中烘干，经研磨得到所述cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述znin2s4、cdcl2和硫脲的物质的量比为1:5:15，所述十六烷基三甲基溴化铵的质量与znin2s4和cdcl2质量和的比为2％～5％:1；密封并置于120℃～140℃下反应的时间为2～4h，沉淀物置于真空干燥箱中的烘干温度为60℃，烘干时间为12h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中将步骤s2中制备的所述cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料分散在去离子水中得到均匀分散液包括：将步骤s2中制备的cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构复合材料分散于去离子水中，通过超声波清洗仪超声得到均匀的cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构分散液，所述均匀的cds纳米颗粒/znin2s4纳米片异质结构分散液浓度为1～10mg/ml。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s5中对苯二酚的分子印迹聚合液为浓度为0.1～1.0m苯二胺、1～3mm对苯二酚的pbs缓冲液；和/或所述电聚合方法的扫描电压为-0.2～0.8v，扫描速度为50mv/s，扫描圈数为10～30圈；所述醋酸洗脱液浓度为5％；并且醋酸和乙醇洗脱模板分子对苯二酚的时间分别为10～20min。8.一种根据权利要求1所述的或根据权利要求2至7中任一项所述的对苯二酚分子印迹光电化学传感器的制备方法制备得到的对苯二酚分子印迹光电化学传感器的应用，其特征在于：所述传感器应用于对苯二酚的检测。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述检测包括下述步骤：s1、分子印迹光电化学传感器的孵化：配置不同浓度的对苯二酚标准溶液，将所述分子印迹光电极浸入到所述不同浓度的对苯二酚标准溶液进行孵化；s2、检测对苯二酚的光电化学传感器的电信号：将ag/agcl电极作为参比电极，铂片电极作为辅助电极，与制备得到的具有分子印迹功能的mi-cds/znin2s4/gce为工作电极组成三电极体系，连接到光电化学检测设备上，采用i-t测试手段，根据所得光电流值与对苯二酚标准溶液浓度之间的关系，绘制工作曲线；以及s3、测定对苯二酚的含量：用待测样品代替对苯二酚标准溶液，同样采用i-t测试手段，根据响应信号的强度值与工作曲线进行对比，得到待测样品对苯二酚的含量。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，步骤s1中的所述孵化时间为10～20min。

技术总结
本公开的实施例提供一种对苯二酚分子印迹光电化学传感器、其制备方法和应用。该传感器包括参比电极、辅助电极和工作电极，参比电极、辅助电极和工作电极组成三电极体系，其中工作电极为分子印迹修饰电极，分子印迹修饰电极包括导电基体、负载于导电基体上的复合材料和分子印迹聚合物膜层；其中导电基体为L型玻璃碳电极，复合材料为CdS纳米颗粒/ZnIn2S4纳米片异质结构，分子印迹聚合物膜层采用电聚合-洗脱方法制备得到。本公开以CdS纳米颗粒/ZnIn2S4纳米片异质结构作为光电转换层，通过电聚合技术修饰上能够识别对苯二酚的分子印迹膜，实现对苯二酚的分析检测。该传感器检测范围宽、灵敏度高，选择性好，传感器检出限能够达到0.7nmol/L。达到0.7nmol/L。达到0.7nmol/L。


技术研发人员：王兰 李聪 秦笑梅 范赵亚 岳峰 张宏忠 金宝丹 张肖静 赵建国 杜京京 张珂
受保护的技术使用者：郑州轻工业大学
技术研发日：2022.08.15
技术公布日：2022/11/15