阅读说明：本技术 一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学检测方法 (Electrochemical detection method for imidacloprid by loading polyaniline on surface of biomass-derived porous carbon ) 是由 丁龙华 于欣 刘宏 甘宜梧 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学检测方法。通过惰性氛围中高温碳化和氢氧化钾处理制备拉菲草衍生多孔碳材料,以过硫酸铵为氧化剂、高氯酸为掺杂剂,在多孔碳表面负载聚苯胺纳米材料,超声分散与nafion溶液中滴涂于电极表面,采用差分脉冲伏安法对吡虫啉进行检测。本发明得到的比表面积大、传质速度快的多孔碳聚苯胺复合材料,用于吡虫啉的检测,本方法操作简单、灵敏度高。(The invention relates to an electrochemical detection method for imidacloprid by loading polyaniline on the surface of biomass-derived porous carbon. The preparation method comprises the steps of preparing a porous carbon material derived from the Laphyra, loading a polyaniline nano material on the surface of the porous carbon by using ammonium persulfate as an oxidant and perchloric acid as a dopant through high-temperature carbonization and potassium hydroxide treatment in an inert atmosphere, carrying out ultrasonic dispersion and dripping the polyaniline nano material on the surface of an electrode in nafion solution, and detecting imidacloprid by adopting a differential pulse voltammetry. The porous carbon polyaniline composite material with large specific surface area and high mass transfer speed is used for detecting imidacloprid, and the method is simple to operate and high in sensitivity.)

一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学 检测方法

技术领域

本发明涉及农药残留物吡虫啉的检测方法，具体的说一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于电化学方法检测吡虫啉。

背景技术

吡虫啉( Imidacloprid，IMD)， 学名为1- ( 6-氯吡啶-3-吡啶基甲基)- N- 硝基亚咪唑烷- 2-基胺，是一种含吡啶环的新型超高效内吸性杀虫剂。作为一种低剂量杀虫效果显著的系统杀虫剂，吡虫啉成为新烟碱类杀虫剂中应用最为广泛的一类。喷洒之后，吡虫啉农药并不会很快分解或降解，会不可避免的残留在环境、农产品或生物体中。人们长期饮用含农药残留的水或食用含农药残留的粮食、蔬菜、水果等，会造成农残在人体内的富集。而吡虫啉农药会抑制乙酰胆碱与乙酰胆碱受体的结合，作用于神经系统，严重危害人类健康。因此，建立一种准确快速检测吡虫啉的方法十分必要。

目前，检测吡虫啉的方法主要有：气相色谱、高效液相色谱、液相-质谱联用、酶联免疫等方法。这些方法所需仪器较为昂贵，需要经验丰富的工作人员，而且处理过程较为复杂。吡虫啉是一种具有电化学活性的物质，而且电化学方法具有操作简单、灵敏度高、响应快速等优点，可作为一种较好的检测手段。

本征态的导电聚合物通常是绝缘体，但可通过氧化或质子掺杂将其转变为半导体或导体，从而可以作为较好的电极修饰材料。聚苯胺为导电聚合物的一种，具有高比表面积、导电性好等优点，较适合构建电化学传感器。然而，通常导电聚合物的机械性能较差，限制了其在实际应用方面的发展。较为理想的改善方法之一是将导电聚合物与机械性能较好的无机材料复合。我们在多孔碳表面原位生长了碳聚苯胺复合材料修饰电极，用来构建吡虫啉电化学传感器。

发明内容

本发明的目的在于建立一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学检测方法。

所述的一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学检测方法过程如下：

（1）将拉菲草剪碎，在管式炉中处理得到碳材料；

（2）将（1）中的碳材料用KOH处理后，在管式炉中高温处理得到多孔碳材料（porouscarbon，PC）；

（3）以（2）中得到的PC为支持体，将苯胺、氧化剂、酸均匀混合，制备多孔碳表面负载聚苯胺纳米线（[email protected]）复合材料；

（4）取一定量（3）中得到的[email protected]于nafion溶液中，超声分散，滴涂于电极表面；

（5）电极置于含吡虫啉的缓冲溶液中，采用差分脉冲伏安法检测。

所述的一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学检测方法具体步骤如下：

（1）拉菲草衍生碳材料制备：取5.0 g拉菲草，将其剪碎后置于氧化铝坩埚中，在管式炉中焙烧。焙烧条件为：氩气氛围中，800^oC处理2小时，升温速率为10^oC/min。

（2）多孔碳的制备：取0.5 g（1）得到的材料，加入到20 mL含1.5 g KOH水溶液中搅拌混合2小时，100℃烘箱中干燥过夜；放入氧化铝刚玉坩埚中，800℃下氩气氛围中烧2小时（10℃/min），得到多孔碳材料（porous carbon material，PC）。

（3）本发明所述的氧化剂为过硫酸铵，所述的酸为高氯酸。

（4）制备[email protected]复合材料。首先配制A溶液：50 mL 1.0 M高氯酸加入到18 mL乙醇溶液中，搅拌10分钟后加入0.05 M苯胺，-5^oC冰浴中搅拌30分钟后加入16 mg PC；配制B溶液：将0.03 M过硫酸铵加入到20 mL 1.0 M高氯酸中，将容器置于-5^oC冰浴中冷却；随后将B溶液加入到A溶液中，-5^oC下继续搅拌反应1.0 h；将反应后溶液离心、抽滤、洗涤、干燥处理后得到最终产物，得到[email protected]复合材料。

（5）取0.01 g [email protected]置于1 mL 0.5wt% nafion溶液中，超声分散，滴涂于玻碳电极表面。

（6）将（5）制得电极置于含不同浓度的吡虫啉的pH 7.0的磷酸缓冲液中，采用差分脉冲伏安法检测，扫描电压位(-0.6)-( -1.4) V。

本发明的有益效果：

（1）本发明以拉菲草为生物质，通过高温处理制备衍生多孔碳材料。

（2）本发明采用多孔碳材料作为支持体合成导电性好、传质速度快的多孔碳聚苯胺复合材料。

（3）本发明用于吡虫啉的检测，稳定性好，灵敏度高。

具体实施方式

下面对本发明的详细实施例进行说明：一种生物质衍生多孔碳表面负载聚苯胺用于吡虫啉的电化学检测方法。

实施例1：用于水样中吡虫啉检测

（1）拉菲草衍生碳材料制备：取5.0 g拉菲草，将其剪碎后置于氧化铝坩埚中，在管式炉中焙烧。焙烧条件为：氩气氛围中，800^oC处理2小时，升温速率为10^oC/min。

（2）多孔碳的制备：取0.5 g（1）得到的材料，加入到20 mL含1.5 g KOH水溶液中搅拌混合2小时，100℃烘箱中干燥过夜；放入氧化铝刚玉坩埚中，800℃下氩气氛围中烧2小时（10℃/min），得到多孔碳材料（porous carbon material，PC）。

（3）制备[email protected]复合材料。首先配制A溶液：50 mL 1.0 M高氯酸加入到18 mL乙醇溶液中，搅拌10分钟后加入0.05 M苯胺，- 5^oC冰浴中搅拌30分钟后加入16 mg PC；配制B溶液：将0.03 M过硫酸铵加入到20 mL 1.0 M高氯酸中，将容器置于-5^oC冰浴中冷却；随后将B溶液加入到A溶液中，- 5^oC下继续搅拌反应1.0 h；将反应后溶液离心、抽滤、洗涤、干燥处理后得到最终产物，得到[email protected]复合材料。

（4）取0.01 g [email protected]置于1 mL 0.5wt% nafion溶液中，超声分散，滴涂于玻碳电极表面。

（5）将（4）制得电极置于含不同浓度的吡虫啉的pH 7.0的0.1 M磷酸缓冲液中，采用差分脉冲伏安法检测，扫描电压位(-0.6)-( - 1.4) V，绘制工作曲线。

（6）实际水样处理：采集湖水实际样品，用孔径为0.22 μM的滤膜过滤，将5 mL滤液加入到5 mL pH 7.0的0.1 M磷酸缓冲液中，采用差分脉冲伏安法检测。