一种铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料及在亚硝酸盐电化学检测中的应用

本发明涉及亚硝酸盐电化学检测传感器领域，具体涉及一种铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料及应用。

背景技术：

1、亚硝酸盐被广泛用作各种肉制品的添加剂，以保持和增强肉制品的色泽和口感。对于肉制品，添加亚硝酸盐可以抑制微生物的繁殖，尤其是肉毒梭菌。在酸性条件下，亚硝酸盐可被微生物分解成不稳定的亚硝酸，亚硝酸极易分解成一氧化氮。然后，一氧化氮进一步与肌红蛋白反应生成鲜红色稳定的硝基肌红蛋白，从而起到保护颜色的作用。过量的亚硝酸盐会与胃酸反应生成氮氧化物(n2o3)。n2o3将进一步与人类蛋白质的代谢物结合，产生潜在的致癌物质n-亚硝胺。同时，亚硝酸盐在酸性条件下具有较强的氧化能力，可将血液中的血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，从而降低血红蛋白的运氧能力，导致高铁血红蛋白血症。由于过量摄入亚硝酸盐对人体健康有害，许多国家都制定了相应的添加剂许多亚硝酸盐含量标准。

2、亚硝酸盐的检测技术有分光光度法、色谱法、化学发光法、毛细管电泳法和电化学传感器等。分光光度法具有成本低、操作简单等优点，但也存在反应时间模糊、样品前处理时间长、易受离子干扰等缺点。化学发光是基于分子发光强度与亚硝酸盐浓度成线性关系的原理。它具有线性范围宽、成本低等优点，但可用于检测的化学发光试剂有限。稳定性和重现性较差。气相色谱法或气相色谱-质谱法(gc-ms)具有较高的选择性和灵敏度，但其制样程序复杂，仪器成本高。比起上述检测方法电化学检测亚硝酸盐，具有成本低、操作简单、易于小型化、响应速度快、准确度高等优点。电化学感应亚硝酸盐主要是基于亚硝酸盐在电极表面氧化还原产生的电参数。在中性和弱酸性的水溶液中，反应通常为:no2-+h2o→no3-+2h++2e-。

3、因此发明设计了一种铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料用于电化学检测亚硝酸盐。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题：

2、利用先电沉积后焙烧制备的铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料，其避免了粘合剂的使用，使其具有优异的导电性，具有较低的检测极限，解决了以往催化剂检测极限高的问题。

3、

4、铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料是先经过电沉积在经过焙烧得到的，简而言之就是将洁净的商业金属泡沫镍作为工作电极，铂片作为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，于含铜/钴/硫的电解液中电沉积。再经过焙烧得到最终样品。最终产物标记为cu/co/s-nf-x(其中x＝1，2，3代表具体的合成参数)

5、本发明所产生的利益效果：

6、本发明所获得的铜/钴/硫修饰的自支撑催化材料，凭借优异的导电性，在电化学检测亚硝酸盐的应用中，最低能识别浓度为2μm的亚硝酸盐。

技术特征：

1.一种铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料，其特征在于，该材料是通过先电沉积在焙烧得到的。

2.根据权利要求1所述，该催化剂制备时，电沉积所需的电解液特征在于：

3.根据权利要求1所述，电沉积时条件为：以商业金属泡沫镍为工作电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极。电压设置为-1v(v vs.sce)，极化时间为600-2700秒。

4.根据权利要求1所述，该催化剂制备时，焙烧时所需的条件为：环境温度设置为350℃，焙烧时间为2小时。

5.权利要求1-4中任一项所述的铜/钴/硫修饰的镍基自支撑催化材料作为亚硝酸盐电化学检测传感器的应用。

技术总结
本发明涉及亚硝酸盐电化学检测领域，该亚硝酸盐电化学检测材料是通过先电沉积再进行焙烧的两步合成法制备的。传统的传感器在材料制备过程中往往需要使用粘合剂，这不仅影响了传感器的导电性能，还可能对检测结果产生干扰。而本发明中的自支撑性材料则有效避免了粘合剂的使用。使得该材料具有优异导电性能，与以往的粉末状亚硝酸盐传感器相比，具有更高的灵敏度和更低的检测限。

技术研发人员：王治钞,邓杰,任筱彧
受保护的技术使用者：成都大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30