本发明专利技术公开了一种溴氧化铋/氧化锌/ITO电极及其制备方法和其光电化学检测抗坏血酸的应用。包括如下步骤：首先通过水热法制得溴氧化铋纳米片，将溴氧化铋纳米片加入到氧化锌种子层溶液中加热搅拌，使溴氧化铋外层包覆上氧化锌种子层，再一次通过水热法制备得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料。最后，采用操作简单的滴涂法将花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料修饰在ITO上，得到光电化学检测电极。花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料具有优秀的光生电子-空穴的分离效率以及快速的光电子转移性能，可用于光电化学检测抗坏血酸。电极制备成本低廉，并且光电极具有响应时间快、信噪比低、线性范围宽和检测限低等特点。线性范围宽和检测限低等特点。线性范围宽和检测限低等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种溴氧化铋/氧化锌ITO电极及其应用和制备方法
[0001]本专利技术涉及一种电极材料尤其涉及一种溴氧化铋/氧化锌ITO电极及其应用和制备方法。
技术介绍
[0002]抗坏血酸又称维生素C（VC），是维持人体生理机能的重要维生素之一，如果人体内摄入VC不足则会引起坏血症。国内对抗坏血酸的测定方法报道较多，常用的有《中国药典》标准碘量法、紫外分光光度法、高效液相色谱法、激光拉曼光谱法和核磁共振内标法等。以上检测方法通常具有前处理步骤烦琐，专属性不强，测定费时和仪器成本较高等问题。光电化学检测技术是近几年新兴的分析方法，其激发源和检测信号分离的特点决定了光电化学检测技术具有较低的背景干扰，可以实现对待测物的灵敏检测。另外，光电化学检测过程中样品前处理简单，检测仪器操作方便并易于微型化等优点，已作为一种新的检测技术得到广泛关注。
[0003]光敏材料作为光电化学传感器的核心功能材料，在光电检测过程中起着光电催化待测物质并实现电子向电路中转移的作用，其结构性质决定着光电化学传感器的检测灵敏度和应用范围。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型光电化学传感器的工作电极，该电极采用两步水热法制备花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料，用于修饰ITO电极，得到光电化学氧化铋/氧化锌/ITO电极，实现了快速准确检测抗坏血酸浓度的应用。
[0005]本专利技术所采取的技术方案为：一种溴氧化铋/氧化锌ITO电极的制备方法，包括如下步骤：a、制备溴氧化铋纳米片：配置五水合硝酸铋和乙二醇的混合溶液得到第一溶液，将溴化钾水溶液与所述第一溶液混合后进行反应，反应结束后，经离心，取下层沉淀，去离子水清洗，干燥得溴氧化铋纳米片；b、制备花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料：将所述溴氧化铋纳米片加入到氧化锌种子层溶液中，加热并搅拌后离心，用去离子水冲洗下层沉淀，干燥得到氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片；将所述氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片加入到六次甲基四胺和硝酸锌水溶液中进行反应，反应结束后，经离心得到下层沉淀，将下层沉淀经去离子水和乙醇洗涤、干燥得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料；c、用花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料修饰ITO电极：将所述花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料超声分散于Nafion溶液中得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌分散液，取花蕊状溴氧化铋/氧化锌分散液滴涂于ITO电极上，制备得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌ITO电极。
[0006]进一步的，步骤a所述五水合硝酸铋、乙二醇、溴化钾和水的质量、体积比为1 g：
27.3~55.0 mL：0.165~0.275 g：13.755~27.51 mL。
[0007]进一步的，步骤a中溴化钾水溶液与第一溶液混合后反应温度为110~170℃，反应时间为3~5 h。
[0008]进一步的，步骤b所述氧化锌种子层溶液是由醋酸锌甲醇溶液和氢氧化钾甲醇溶液混合制得，醋酸锌甲醇溶液中醋酸锌和甲醇的混合质量、体积比为1 g：436.68~655.02 mL，氢氧化钾甲醇溶液中氢氧化锌与甲醇的混合质量体积比为：0.35~0.66 g：218.34~349.34 mL 。
[0009]进一步的，步骤b所述加入溴氧化铋纳米片的质量为250~350mg；将溴氧化铋纳米片加入到氧化锌种子层溶液后加热温度为40~80 ℃，搅拌时间为2~4 h。
[0010]进一步的，所述步骤a具体为：将五水合硝酸铋加入到乙二醇中，搅拌溶解，后向上述溶液中滴加溴化钾水溶液，搅拌移入高压釜中进行水热反应，反应结束后，取出，室温冷却，离心，去下层沉淀，去离子水清洗，干燥得溴氧化铋纳米片；所述步骤b具体为：首先，将溴氧化铋纳米片加入到氧化锌种子层溶液中，加热并搅拌一定时间后离心，用去离子水冲洗下层沉淀，干燥得到氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片；随后将氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片加入到六次甲基四胺和硝酸锌水溶液中，移入高压釜中进行水热反应，反应结束后，取出冷却至室温，离心，取下层沉淀，经去离子水和乙醇洗涤、干燥得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料，六次甲基四胺和硝酸锌水溶液中六次甲基四胺和硝酸锌等摩尔混合。
[0011]进一步的，步骤b中所述氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片的加入量为200~280mg；所述六次甲基四胺和硝酸锌水溶液中六次甲基四胺、硝酸锌和去离子水的质量体积比为1 g：1.42~2.56g：2.84~5.68 mL；步骤b中高压釜水热反应温度为70~110℃，反应时间为3~5 h。
[0012]进一步的，步骤c所述加入花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料的质量为15~35mg；步骤c所述Nafion溶液是将5% Nafion溶液用一定体积的H2O、 C2H5OH 稀释获得，H2O: C2H5OH : 5% Nafion体积比为1mL: 0.5~7.5mL: 0.5~7.5μL；所取花蕊状溴氧化铋/氧化锌分散液的体积为0.5~1.5mL。
[0013]本专利技术还提供了一种光电化学检测抗坏血酸电极的应用，即将根据权利要求1所述制备方法制得的溴氧化铋/氧化锌ITO电极应用于光电化学抗坏血酸。
[0014]本专利技术还提供了一种根据上述制备方法制得的溴氧化铋/氧化锌ITO电极。
[0015]本专利技术所产生的有益效果包括：本专利技术中的电极采用溴氧化铋和氧化锌修饰ITO电极制得，溴氧化铋和氧化锌具有较高的光催化活性和良好的化学稳定性，在光照下，溴氧化铋和氧化锌纳米复合材料受光激发产生具有氧化还原性质的电子-空穴对，实现对待测物的氧化还原作用，溴氧化铋的光吸收带边可以延伸到可见光范围，提高了光能的利用效率，对光电化学检测信号的获得起到放大作用；本专利技术采用简单的两步水热法制备花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料作为光电活性表面；本专利技术采用滴涂法将花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料均匀分散于Nafion溶液中，涂覆于ITO电极表面，工序简单，试剂易得，电极表面成膜均匀，且电极重现性好；以花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料作为光敏感材料，光吸收带边可以到达
440nm，能提供优异的光电化学检测抗坏血酸响应性能；本专利技术提供的光电化学电极可应用抗坏血酸的快速测定。
附图说明
[0016]图1为花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料的10000倍SEM图；图2为花蕊状溴氧化铋/氧化锌/ITO电极的实物图；图3为花蕊状溴氧化铋/氧化锌/ITO电极的紫外-可见光漫反射图；图4为花蕊状溴氧化铋/氧化锌/ITO电极的光电子转移的电化学阻抗图；图5为花蕊状溴氧化铋/氧化锌/ITO电极检测不同浓度抗坏血酸的光电响应电流值与不同浓度抗坏血酸浓度的线性拟合图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的解释说明，但应当理解为本专利技术的保护范围并不受具体实施例的限制。
[0018]所述方法如无特别说明均为常规方法。所述氧化铟锡玻璃电极（ITO）购自深圳市华南湘城科技有限公司（片电阻< 8Ω/sq，中国），其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种溴氧化铋/氧化锌ITO电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、制备溴氧化铋纳米片：配置五水合硝酸铋和乙二醇的混合溶液得到第一溶液，将溴化钾水溶液与所述第一溶液混合后进行反应，反应结束后，经离心，取下层沉淀，去离子水清洗，干燥得溴氧化铋纳米片；b、制备花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料：将所述溴氧化铋纳米片加入到氧化锌种子层溶液中，加热并搅拌后离心，用去离子水冲洗下层沉淀，干燥得到氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片；将所述氧化锌种子层包覆的溴氧化铋纳米片加入到六次甲基四胺和硝酸锌水溶液中进行反应，反应结束后，经离心得到下层沉淀，将下层沉淀经去离子水和乙醇洗涤、干燥得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料；c、用花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料修饰ITO电极：将所述花蕊状溴氧化铋/氧化锌纳米复合材料超声分散于Nafion溶液中得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌分散液，取花蕊状溴氧化铋/氧化锌分散液滴涂于ITO电极上，制备得到花蕊状溴氧化铋/氧化锌ITO电极。2.根据权利要求1所述的溴氧化铋/氧化锌ITO电极的制备方法，其特征在于：步骤a所述五水合硝酸铋、乙二醇、溴化钾和水的质量、体积比为1 g：27.3~55.0 mL：0.165~0.275 g：13.755~27.51 mL。3.根据权利要求1所述的溴氧化铋/氧化锌ITO电极的制备方法，其特征在于：步骤a中溴化钾水溶液与第一溶液混合后反应温度为110~170℃，反应时间为3~5 h。4.根据权利要求1所述的溴氧化铋/氧化锌ITO电极的制备方法，其特征在于：步骤b所述氧化锌种子层溶液是由醋酸锌甲醇溶液和氢氧化钾甲醇溶液混合制得，醋酸锌甲醇溶液中醋酸锌和甲醇的混合质量、体积比为1 g：436.68~655.02 mL，氢氧化钾甲醇溶液中氢氧化锌与甲醇的混合质量体积比为：0.35~0.66 g：218.34~349.34 mL 。5.根据权利要求1所述的溴氧化铋/氧化锌ITO电极的制备方法，其特征在于：步骤b所述加入溴氧化铋纳米片的质量为250~350mg；将溴氧化铋纳米片加入到氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：白雪，高凯，季业彤，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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