本發(fā)明涉及電化學(xué)傳感器制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱處理煤炭電化學(xué)傳感器的制備方法及其煤炭電化學(xué)傳感器。

背景技術(shù)：

煤炭是一種著名的天然碳材料，被開(kāi)發(fā)用作發(fā)電廠和交通工具的燃料已經(jīng)有很長(zhǎng)一段歷史。然而，目前對(duì)煤炭的其他性質(zhì)的了解仍然比較少，而且煤炭的組分比較復(fù)雜、提純較困難。每年煤炭的產(chǎn)量很大，但大部分都用于燃燒，這不僅造成了浪費(fèi)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。因此，了解煤炭的其他性質(zhì)、開(kāi)發(fā)煤炭的其他用途顯得尤為重要。

目前，以石墨烯、碳納米管等碳材料修飾的電化學(xué)傳感器，極大的推動(dòng)了電分析化學(xué)的發(fā)展。石墨烯和碳納米管具有良好的導(dǎo)電性和優(yōu)越的電催化能力，提高了檢測(cè)物質(zhì)的靈敏度，在食品、環(huán)境、醫(yī)藥等檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但石墨烯和碳納米管的制備方法復(fù)雜，成本較高，不利于電化學(xué)傳感器的商業(yè)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種成本低的熱處理煤炭電化學(xué)傳感器的制備方法及其電化學(xué)傳感器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種熱處理煤炭電化學(xué)傳感器的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、熱處理煤炭的制備：將無(wú)煙煤加入醇研磨，然后洗脫醇，離心剩余溶液，烘干得到未處理煤炭，對(duì)未處理煤炭進(jìn)行焙燒、冷卻得到熱處理煤炭；

步驟二、將玻碳電極拋光，進(jìn)行超聲波清洗，將熱處理煤炭分散，超聲處理得到分散液，將分散液涂覆于電極表面，晾干得到熱處理煤炭電化學(xué)傳感器。

其中，所述步驟一種的加醇研磨的方法是，將無(wú)煙煤固體顆粒放入不銹鋼球磨機(jī)的腔室,加入異丙醇，以500r/min的轉(zhuǎn)速研磨150h，洗脫腔室里的固體，具體為用異丙醇洗脫。

其中，所述離心后的上層清液為，對(duì)收集到的懸濁液進(jìn)行離心處理，離心分兩次進(jìn)行，第一次的離心速度是3500r/min，離心時(shí)間是15min，離心后收集上層清液。接著對(duì)該上層清液離心第二次，第二次的離心速度是6000r/min，離心時(shí)間是10min，最后收集上層清液。

其中，所述步驟一中該上層清液放在真空干燥箱里真空條件下55℃～65℃烘干，收集得到的未熱處理煤炭。最后對(duì)未熱處理煤炭進(jìn)行焙燒，先通氮?dú)?h，接著以5℃/min的升溫速率升溫到800℃，在800℃下焙燒1h，然后自然冷卻到室溫，最后可制得熱處理煤炭。

其中，所述步驟二中的拋光、清洗為，先將玻碳電極依次用氧化鋁粉進(jìn)行拋光處理，打磨成鏡面，接著在無(wú)水乙醇、二次蒸餾水中進(jìn)行超聲清洗。

其中，熱處理煤炭分散為熱處理煤炭分散于殼聚糖水溶液中，超聲得到均相分散液。

其中，所述熱處理煤炭與殼聚糖水溶液的比例為1mg:1ml。

其中，所述殼聚糖水溶液為殼聚糖的濃度是0.5mg/ml，溶于0.02moldm^-3的醋酸溶液中

一種熱處理煤炭電化學(xué)傳感器由上述熱處理煤炭電化學(xué)傳感器的制備方法制備而成。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明就有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）該傳感器使用的煤炭?jī)r(jià)格低廉、來(lái)源廣泛。

2）該傳感器的制備方法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好。

3）熱處理煤炭具有跟石墨烯相近的導(dǎo)電性和電催化性能，對(duì)物質(zhì)的檢測(cè)具有很高的靈敏度，同時(shí)也具有良好的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。

4）在商業(yè)化應(yīng)用方面有望替代石墨烯等碳材料在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為熱處理煤炭的制備及應(yīng)用示意圖；

圖2為本發(fā)明的熱處理煤炭電化學(xué)傳感器的掃描電鏡圖；

圖3為電化學(xué)阻抗圖，其中，a：裸玻碳電極；b：未熱處理煤炭/殼聚糖/玻碳電極傳感器；c：熱處理煤炭/殼聚糖/玻碳電極傳感器；d：石墨烯/殼聚糖/玻碳電極傳感器分別在5.0mmoldm^-3k3[fe(cn)6]/k4[fe(cn)6]（含0.1moldm^-3kcl）溶液中的電化學(xué)阻抗圖；

圖4為循環(huán)伏安圖，其中a：裸玻碳電極；b：未熱處理煤炭/殼聚糖/玻碳電極傳感器；c：熱處理煤炭/殼聚糖/玻碳電極傳感器；d：石墨烯/殼聚糖/玻碳電極傳感器分別在10μmoldm^-3蘆丁的br緩沖溶液（含體積分?jǐn)?shù)0.5%的乙醇，ph=4）的循環(huán)伏安圖；

圖5為差示脈沖伏安圖，其中a：裸玻碳電極；b：未熱處理煤炭/殼聚糖/玻碳電極傳感器；c：熱處理煤炭/殼聚糖/玻碳電極傳感器；d：石墨烯/殼聚糖/玻碳電極傳感器分別在10μmoldm^-3蘆丁的br緩沖溶液（含體積分?jǐn)?shù)0.5%的乙醇，ph=4）的差示脈沖伏安圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

將10ml的無(wú)煙煤固體顆粒放入不銹鋼球磨機(jī)的腔室中，往里面加入100ml的異丙醇，以500r/min的轉(zhuǎn)速研磨150h。研磨好后，再將腔室里的固體用異丙醇洗脫出來(lái)。然后對(duì)收集到的懸濁液進(jìn)行離心處理，離心分兩次進(jìn)行。第一次的離心速度是3500r/min，離心時(shí)間是15min，離心后收集上層清液。接著對(duì)該上層清液離心第二次，第二次的離心速度是6000r/min，離心時(shí)間是10min，最后收集上層清液。接著將該上層清液放在真空干燥箱里真空條件下60℃烘干，收集得到的未熱處理煤炭。最后對(duì)未熱處理煤炭進(jìn)行焙燒，先通氮?dú)?h，接著以5℃/min的升溫速率升溫到800°c，在800°c下焙燒1h，然后自然冷卻到室溫，最后可制得熱處理煤炭。

在制備熱處理煤炭電化學(xué)傳感器之前，先將直徑3mm的玻碳電極依次用0.3μm、0.05μm的氧化鋁粉進(jìn)行拋光處理，打磨成鏡面，接著在無(wú)水乙醇、二次蒸餾水中進(jìn)行超聲清洗。取10mg的熱處理煤炭分散于10ml的殼聚糖水溶液中（殼聚糖的濃度是0.5mg/ml，溶于0.02moldm^-3的醋酸溶液中），超聲15min得到均相分散液。最后取5μl分散液滴涂于電極表面，紅外燈下晾干，即可制得熱處理煤炭電化學(xué)傳感器。

實(shí)施例2

將10ml的無(wú)煙煤固體顆粒放入不銹鋼球磨機(jī)的腔室中，往里面加入100ml的異丙醇，以550r/min的轉(zhuǎn)速研磨200h。研磨好后，再將腔室里的固體用異丙醇洗脫出來(lái)。然后對(duì)收集到的懸濁液進(jìn)行離心處理，離心分兩次進(jìn)行。第一次的離心速度是3500r/min，離心時(shí)間是15min，離心后收集上層清液。接著對(duì)該上層清液離心第二次，第二次的離心速度是6000r/min，離心時(shí)間是10min，最后收集上層清液。接著將該上層清液放在真空干燥箱里真空條件下60℃烘干，收集得到的未熱處理煤炭。最后對(duì)未熱處理煤炭進(jìn)行焙燒，先通氮?dú)?h，接著以5℃/min的升溫速率升溫到800℃，在800℃下焙燒1h，然后自然冷卻到室溫，最后可制得熱處理煤炭。

在制備熱處理煤炭電化學(xué)傳感器之前，先將直徑3mm的玻碳電極依次用0.3μm、0.05μm的氧化鋁粉進(jìn)行拋光處理，打磨成鏡面，接著在無(wú)水乙醇、二次蒸餾水中進(jìn)行超聲清洗。取10mg的熱處理煤炭分散于10ml的殼聚糖水溶液中（殼聚糖的濃度是0.5mg/ml，溶于0.02moldm^-3的醋酸溶液中），超聲15min得到均相分散液。最后取5μl分散液滴涂于電極表面，紅外燈下晾干，即可制得熱處理煤炭電化學(xué)傳感器。

實(shí)施例3

將10ml的無(wú)煙煤固體顆粒放入不銹鋼球磨機(jī)的腔室中，往里面加入100ml的異丙醇，以500r/min的轉(zhuǎn)速研磨150h。研磨好后，再將腔室里的固體用異丙醇洗脫出來(lái)。然后對(duì)收集到的懸濁液進(jìn)行離心處理，離心分兩次進(jìn)行。第一次的離心速度是3500r/min，離心時(shí)間是15min，離心后收集上層清液。接著對(duì)該上層清液離心第二次，第二次的離心速度是6000r/min，離心時(shí)間是10min，最后收集上層清液。接著將該上層清液放在真空干燥箱里真空條件下60℃烘干，收集得到的未熱處理煤炭。最后對(duì)未熱處理煤炭進(jìn)行焙燒，先通氮?dú)?h，接著以5℃/min的升溫速率升溫到900℃，在900℃下焙燒2h，然后自然冷卻到室溫，最后可制得熱處理煤炭。

在制備熱處理煤炭電化學(xué)傳感器之前，先將直徑3mm的玻碳電極依次用0.3μm、0.05μm的氧化鋁粉進(jìn)行拋光處理，打磨成鏡面，接著在無(wú)水乙醇、二次蒸餾水中進(jìn)行超聲清洗。取10mg的熱處理煤炭分散于10ml的殼聚糖水溶液中（殼聚糖的濃度是0.5mg/ml，溶于0.02moldm^-3的醋酸溶液中），超聲15min得到均相分散液。最后取5μl分散液滴涂于電極表面，紅外燈下晾干，即可制得熱處理煤炭電化學(xué)傳感器。

實(shí)施例4

將10ml的無(wú)煙煤固體顆粒放入不銹鋼球磨機(jī)的腔室中，往里面加入100ml的異丙醇，以500r/min的轉(zhuǎn)速研磨150h。研磨好后，再將腔室里的固體用異丙醇洗脫出來(lái)。然后對(duì)收集到的懸濁液進(jìn)行離心處理，離心速度是6000r/min，時(shí)間是10min，離心后收集上層清液。接著將該上層清液放在真空干燥箱里真空條件下60℃烘干，收集得到的未熱處理煤炭。最后對(duì)未熱處理煤炭進(jìn)行焙燒，先通氮?dú)?h，接著以5℃/min的升溫速率升溫到800°c，在800℃下焙燒1h，然后自然冷卻到室溫，最后可制得熱處理煤炭。

在制備熱處理煤炭電化學(xué)傳感器之前，先將直徑3mm的玻碳電極依次用0.3μm、0.05μm的氧化鋁粉進(jìn)行拋光處理，打磨成鏡面，接著在無(wú)水乙醇、二次蒸餾水中進(jìn)行超聲清洗。取10mg的熱處理煤炭分散于10ml的殼聚糖水溶液中（殼聚糖的濃度是0.5mg/ml，溶于0.02moldm^-3的醋酸溶液中），超聲15min得到均相分散液。最后取5μl分散液滴涂于電極表面，紅外燈下晾干，即可制得熱處理煤炭電化學(xué)傳感器。

實(shí)施例5

將10ml的無(wú)煙煤固體顆粒放入不銹鋼球磨機(jī)的腔室中，往里面加入100ml的異丙醇，以500r/min的轉(zhuǎn)速研磨150h。研磨好后，再將腔室里的固體用異丙醇洗脫出來(lái)。然后對(duì)收集到的懸濁液進(jìn)行離心處理，離心分兩次進(jìn)行。第一次的離心速度是3500r/min，離心時(shí)間是15min，離心后收集上層清液。接著對(duì)該上層清液離心第二次，第二次的離心速度是6000r/min，離心時(shí)間是10min，最后收集上層清液。接著將該上層清液放在真空干燥箱里真空條件下60℃烘干，收集得到的未熱處理煤炭。最后對(duì)未熱處理煤炭進(jìn)行焙燒，先通氮?dú)?h，接著以5℃/min的升溫速率升溫到800℃，在800℃下焙燒1h，然后自然冷卻到室溫，最后可制得熱處理煤炭。

在制備熱處理煤炭電化學(xué)傳感器之前，先將直徑3mm的玻碳電極依次用0.3μm、0.05μm的氧化鋁粉進(jìn)行拋光處理，打磨成鏡面，接著在無(wú)水乙醇、二次蒸餾水中進(jìn)行超聲清洗。取10mg的熱處理煤炭分散于10ml的水中，超聲15min得到均相分散液。最后取5μl分散液滴涂于電極表面，紅外燈下晾干，即可制得熱處理煤炭電化學(xué)傳感器。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。