碳基全固態(tài)離子選擇性電極材料研究進(jìn)展

王錫民，魏瀟然，馮瑛，黃國勇，王春霞

（中國石油大學(xué)(北京)新能源與材料學(xué)院，國家 重質(zhì)油重點實驗室，北京 102249）

離子選擇性電極（ion-selective electrodes,ISEs）作為一種電位型化學(xué)傳感器，具有體積小、響應(yīng)速度快、操作簡單、成本低等優(yōu)點，目前已被廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)療、工業(yè)分析、環(huán)境監(jiān)測和軍事等領(lǐng)域。不同于傳統(tǒng)的滴定法、光譜法、色譜法等分析離子總濃度的測試方法，其原理是將待測離子的活度轉(zhuǎn)換為可測量的電動勢，樣品量的多少對檢出限無影響，因此適用于微量分析。

自pH玻璃電極出現(xiàn)至今，離子選擇性電極的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。在首次發(fā)現(xiàn)基于鹵化銀薄膜的離子選擇性電極后，發(fā)現(xiàn)了以LaF晶體為膜材料的氟離子選擇性電極。繼而基于聚合物離子選擇性膜的離子選擇性電極因其具有較大的檢測范圍、優(yōu)良的可加工性、豐富的可檢測離子等優(yōu)勢，成為主要的研究對象。傳統(tǒng)的離子選擇性電極由于內(nèi)部含有填充溶液，不利于存儲和小型化等應(yīng)用發(fā)展，為了消除內(nèi)部填充液，出現(xiàn)了全固態(tài)離子選擇性電極（solid-state ion-selective electrodes, SS-ISEs），為離子選擇性電極的研究開創(chuàng)了新局面。Cunningham 等直接將離子選擇性膜涂在鉑絲上制備涂絲電極，替代了傳統(tǒng)的液接離子選擇性電極的內(nèi)參比溶液和內(nèi)參比電極。但涂絲電極的導(dǎo)電基底與離子選擇性膜接觸面積小，離子-電子信號轉(zhuǎn)換效率低，且易受到外界干擾導(dǎo)致穩(wěn)定性較差。在電極基底與敏感膜之間引入一層能夠參與電極離子-電子信號轉(zhuǎn)換的固態(tài)轉(zhuǎn)導(dǎo)層材料可有效解決此問題，如導(dǎo)電聚合物、碳基材料、納米金屬材料等。……