基于ZIF-8/Au@f-CNF增敏型双酚A电化学传感器的构建及性能研究

摘 要：目的 设计制备了金属有机框架ZIF-8掺杂、负载金纳米粒子的碳纳米纤维复合材料（ZIF-8-doped gold nanoparticles-loaded carbon nanofibers, ZIF-8/Au@f-CNF），用于玻碳电极（glassy carbon electrode, GCE)表面功能化修饰，以构建食品中双酚A污染物的增敏型电化学传感，并探索对双酚A的增敏检测机制。方法 将利用室温溶剂法制备的ZIF-8与原位还原法制备的负载金纳米粒子的碳纳米纤维（gold nanoparticles-loaded carbon nanofibers, Au@f-CNF）超声混合，滴注在GCE电极表面，构建ZIF-8/Au@f-CNF电化学传感器。运用X-射线光电子能谱仪（X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS）和透射电子显微镜（transmission electron microscopy, TEM）、循环伏安法（cyclic voltammetry, CV）和电化学阻抗法（electrochemical impedance spectroscopy, EIS）对材料表面形貌和电化学性能进行表征，考察了扫速和pH值等参数对双酚A电化学传感行为的影响。结果 ZIF-8/Au@f-CNF复合材料显示较为均匀的掺杂状态，经ZIF-8/Au@f-CN修饰后的GCE电极（ZIF-8/Au@f-CNF/GCE）电活性面积明显提升，是未经修饰裸GCE面积的1.62倍，对双酚A的氧化峰电流峰值显著提升至原来的2.84倍。结论 将ZIF-8的多孔特性和Au@f-CNF的电催化性能相结合，赋予ZIF-8/Au@f-CNF/GCE对目标物良好的吸附性能和电化学反应活性，基于纳米材料的协同效应可实现对双酚A的增敏传感检测，该研究为新型复合材料的开发及增敏传感器构建提供了研究思路和方法借鉴。     

多壁碳纳米管/石墨烯修饰电极检测饮料中日落黄

该文旨在制备性能优良的多壁碳纳米管/石墨烯修饰电极,建立新型的测定日落黄的方法。25℃下将多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）超声分散于壳聚糖（chitosan,CTS）溶液中,得到 CTS-MWCNTs分散液,接着采用滴涂法将该分散液滴涂在玻碳电极（glassy carbon electrode,GCE）表面,然后将电极在氧化石墨烯（graphene,GO）-十二烷基苯磺酸钠（sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS）溶液中浸泡 2 min,制得壳聚糖-多壁碳纳米管/石墨烯-十二烷基苯磺酸钠复合膜修饰玻碳电极（CTS-MWCNTs/GO-SDBS/GCE）。采用循环伏安法和微分脉冲伏安法研究日落黄（sunset yellow,SY）在CTS-MWCNTs/GO-SDBS/GCE上的电化学行为,并对缓冲溶液的酸度进行优化。结果显示,MWCNTs的外径为4 nm～6 nm;合成的GO呈褶皱状的片层材料。SY氧化峰电流与其浓度在2.0×10-7mol/L～4.0×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为1.0×10-7mol/L,表明该修饰电极具有良好的稳定性。在最优化条件下对九制陈皮饮料中微量日落黄进行测定,结果表明该方法具有较高的准确度和精密度。     

普鲁士蓝/石墨烯修饰电极检测酱油中的亚硝酸盐

利用电化学沉淀普鲁士蓝纳米粒子在石墨烯的表面,采用差分脉冲伏安法对该电极进行表征,并研究亚硝酸根离子在修饰电极上的电化学行为。结果表明:在0.10 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.0)中,亚硝酸根在1×10-6~1×10-2 mol/L浓度范围内呈线性关系,信噪比为3时检出限为3×10-8 mol/L。所构建的普鲁士蓝/石墨烯修饰电极对亚硝酸根离子具有良好的电催化活性,表现出良好的稳定性、重复性和抗干扰能力,同时将所构建的复合材料修饰电极应用于酱油中亚硝酸盐的检测。     

银掺杂甘氨酸膜电极对食品中V_C的选择性测定

利用循环伏安法(CV)制备了薄而稳定的银和甘氨酸聚合物膜修饰电极,研究了VC在此电极上的电化学行为,建立了循环伏安法测定食品中VC的新方法。银和甘氨酸复合膜修饰电极对VC的电化学氧化具有明显的催化作用。在pH 5.0磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,氧化峰电流(ipa)与其浓度(c)在1.6×10-6～3.0×10-3mol/L内呈良好的线性关系,线性方程为:ipa=-8.48×10-7+0.023 c(mol/L),相关系数为0.999 9;检出限为1.2×10-7mol/L。银掺杂甘氨酸膜电极可以消除食品中一些共存物质如VA、柠檬酸和苹果酸等的干扰,修饰电极具有良好的灵敏度、选择性和稳定性,试验中用于辣椒中VC的测定,结果满意。     

基于Pd/MWCNTs/玻碳电极的电化学传感器检测水样中的羟胺

目的 采用Pd/MWCNTs纳米复合材料修饰玻碳电极构建电化学传感器,检测养殖水样及水产饲料中羟胺（NH2OH）的含量。方法 采用乙二醇还原法制备Pd纳米颗粒负载于碳纳米管上制备Pd/MWCNTs纳米材料,运用XRD(X-ray diffraction)和TEM (transmission electron microscopy) 手段对材料进行表征,构建基于Pd/MWCNTs/GCE的电化学传感器检测羟胺。 结果 在优化的工作条件下,Pd/MWCNTs纳米复合材料修饰电极检测羟胺线性检测范围2.0 μmol/L-1.4 mmol/L,检测下限达0.60 μmmol/L (S/N = 3),灵敏度为61.48 μA/mmol/L,是MWCNTs修饰电极检测灵敏度的10倍左右。结论 复合材料制备的传感器检测羟胺具有灵敏度高、线性范围宽、检测下限低的特点,可用于抗氧化剂羟胺的检测。     

基于多壁碳纳米管修饰四氧化三钴传感器检测白菜中杀螟硫磷

目的 基于多壁碳纳米管修饰四氧化三钴(Co3O4@MWCNTs)纳米复合物,成功构建了一种用于白菜样品中快速检测杀螟硫磷的电化学传感器。方法 将以醋酸钴水合物为钴源,而采用简便水热法制备的四氧化三钴纳米颗粒与多壁碳纳米管复合成Co3O4@MWCNTs纳米材料,以Co3O4@MWCNTs纳米复合物修饰的玻碳电极(GCE)为工作电极,利用循环伏安法(CV)研究了杀螟硫磷在修饰电极界面的电化学行为;并通过逐步优化支持电解质的PH值、复合材料质量比等检测条件。结果 实验结果表明,Co3O4@MWCNTs/GCE改性电极能够实现对杀螟硫磷的灵敏检测。在最优条件下,该传感器的线性浓度范围为1.0×10-5~1.4×10-4 mol/L,R2=0.991,检出限为7.8×10-8 mol/L(S/N=3);并成功用于实际白菜样品中杀螟硫磷的加标回收实验,回收率为93.7%~97.6%。结论 Co3O4和MWCNTs复合后制备的传感器不仅可以选择性识别杀螟硫磷,达到快速检测目标物的需求。而且,其电化学性能也得到了明显的提升,展现出较高的灵敏度,表明该传感器在现场检测中具有非常大的应用潜力。     

纳米Cu2O-还原石墨烯复合修饰玻碳电极用于多巴胺的检测

通过电化学还原法制备纳米Cu2O/还原石墨烯复合修饰电极（Cu2O-reduced graphene oxide nanocomposite modified glass carbon electrode,Cu2O-RGO/GCE）,用于多巴胺（dopamine,DA）的检测。采用扫描电镜和X-射线粉末衍射仪对不同修饰电极进行微观形貌表征,进一步优化电化学还原条件和测定DA实验条件。此外,通过循环伏安法考察DA在裸电极及RGO或Cu2O-RGO上的电化学响应。Cu2O-RGO/GCE实现抗坏血酸（ascorbic acid,AA）、DA和尿酸（uric?acid,UA）氧化峰的有效分离,AA-DA和DA-UA的氧化峰电位差分别为204?mV和144?mV。该修饰电极检测的线性范围为1×10－8～1×10－6?mol/L和1×10－6～8×10－5?mol/L,检出限为6.0×10－9?mol/L。该修饰电极用于盐酸多巴胺注射液和血清中DA的含量测定,获得结果较好。     

利用3-噻吩丙二酸修饰玻碳电极检测粮油中残留苯嗪草酮

利用电化学聚合法制备3–噻吩丙二酸修饰玻碳电极,应用循环伏安法研究苯嗪草酮在3–TPA修饰玻碳电极上电化学行为,考察pH值、富集时间、扫描速率及扫描范围等条件对该修饰电极检测苯嗪草酮影响。在最佳条件下,利用差分脉冲伏安法得出苯嗪草酮浓度在9.77×10–7~6.25×10–5mol/L范围内呈良好线性关系,相关系数r=0.9998,检测限为9.77×10–7mol/L。面粉、米粉和花生油样品加标回收率分别为99.2%、100.1%、93.9%,相对标准偏差为0.17%、0.25%、0.49%。     

金纳米粒子修饰电极循环伏安法测定食品中的碘

为寻求一种快速、简便、灵敏的食品中碘的测定方法,利用循环伏安法（CV）构建金纳米粒子修饰电极检测碘离子（I-）体系。利用甲烷氧化菌素（Mb）原位还原纳米金（Mb@AuNPs）,电沉积法制备自组装修饰电极。通过透射电子显微镜对Mb@AuNPs表征,CV考察碘离子的电化学行为。确定碘离子检测的优化条件为:电沉积扫描速率0.11 V/s、扫描圈数30圈、缓冲溶液浓度0.05 mol/L、缓冲溶液pH6.5。氧化峰电流与I-浓度在0.01~10.00 μmol/L范围内有良好的线性关系,R2为0.9992,检出限为2.88 nmol/L（S/N）,定量限为9.60 nmol/L,该方法检测不同食品中碘含量的加标回收率为96.22%~103.57%。结果表明该修饰电极对I-的测定具有良好的精密度、稳定性和重现性,以及较好的抗干扰能力,符合测定方法要求,可用于实际样品中碘的测定。     

纳米金-壳聚糖/多壁碳纳米管修饰的玻碳电极检测水中微量的孔雀石绿

目的制备基于纳米金-壳聚糖/多壁碳纳米管修饰的玻碳电极,用于检测水样中微量的孔雀石绿。方法实验利用电沉积法首先在玻碳电极表面沉积金纳米颗粒,然后利用溶剂蒸发法在纳米金层表面再修饰混有壳聚糖的羧基化多壁碳纳米管。实验设计以多壁碳纳米管/纳米金共修饰的玻碳电极作为电化学传感元件,采用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)检测MG。结果表明电极的修饰膜可加速MG的电子传递速率,促进电位变化,并显著增强MG的氧化峰电流。得到的差分脉冲峰电流与孔雀石绿浓度对数值在2.5×10-9～2.5×10-4 mol/L范围内呈良好线性关系,检测限为9.3×10-10 mol/L。结论本研究制备的基于纳米金-壳聚糖/多壁碳纳米管修饰玻碳电极的电化学传感器适于孔雀石绿的快速、灵敏检测。     

基于石墨烯构建的电化学传感器测定抗坏血酸

制备石墨烯修饰电极建立电化学方法实现对抗坏血酸的测定。采用电化学还原技术,通过一步电沉积制备石墨烯修饰玻碳电极(ERGO/GCE),并用循环伏安法研究抗坏血酸(ascorbicacid,AA)在该修饰电极上的电化学行为,结果表明,所制备的石墨烯修饰电极较裸玻碳电极对抗坏血酸有显著的电催化效果。在p H=6.5的磷酸盐缓冲溶液中,AA在-0.4 V～0.8 V扫描电位范围内有1个不可逆的氧化峰出现。在优化的实验条件下,AA的浓度在1.7×10-3 mol/L～2×10-5 mol/L范围内与其氧化峰电流值呈良好的线性关系,相关系数为0.991,最低检出限为9×10-6mol/L(S/N=3)。探究了修饰电极的稳定性、抗干扰性,结果表明电极稳定性良好,抗干扰能力较强。用此修饰电极对橙汁中的AA含量进行检测,加标回收率在97.95%～98.68%之间。用本文建立的电化学方法可用于橙汁中AA的测定,结果比较满意。     

氮掺杂石墨烯基酶修饰电极测定对苯二酚

在改进的Hummers方法制备得到的氧化石墨基础上,以聚苯胺为氮源,采用水热还原法制备了氮掺杂石墨烯纳米材料,并采用傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等方法对制备的纳米材料进行表征。将制备的氮掺杂石墨烯与辣根过氧化物酶复合制备了酶修饰电极用来进行对苯二酚的检测。采用循环伏安法研究了该酶修饰电极对对苯二酚的催化性能。结果表明,该酶修饰电极在H_2O_2存在的情况下,对对苯二酚具有很好的催化活性,在确定的实验条件下,对苯二酚的检测线性范围为9×10~(-5)～5.075×10~(-3) mol/L,检出限为1×10~(-5) mol/L (S/N=3),灵敏度为84.14 mA/(mol·cm~2)。该酶修饰电极对尿酸、抗坏血酸、维生素E、柠檬酸、葡萄糖具有很好的抗干扰能力和选择性,同时,该酶修饰电极具有良好的重复现性,经过5次平行测定得到的相对标准偏差为2.89%。该酶修饰电极可以用于水中的对苯二酚的检测。     

钴酞菁与碳纳米管共修饰碳纤维织物传感器的制备及其电化学性能

为探索钴酞菁(CoPc)/碳纳米管(CNT)柔性葡萄糖传感器在葡萄糖检测中的应用,制备了一种CoPc和CNT共修饰的柔性碳纤维织物(CFT)修饰电极,并利用电化学工作站的银/氯化银参比电极和铂对电极与其共同组成三电极体系的葡萄糖传感器。借助扫描电子显微镜对修饰电极进行表征,采用循环伏安法、电化学阻抗图谱法、时间-电流曲线法研究葡萄糖传感器的电化学性能。结果表明:该修饰电极具有良好的导电性和电子转移能力,葡萄糖检测线性范围为4×10^-3~2.6 mmol/L,检测限为1.4 μmol/L (信噪比为3),灵敏度为231 μA·L/mmol;该修饰电极在检测葡萄糖时具有较好的重复性,测试10次后其响应电流仍可达到初始值的94.6%,且对果糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、抗坏血酸、多巴胺、尿酸等物质具有较强的抗干扰性能。     

纳米金掺杂石墨烯修饰玻碳电极选择性测定多巴胺

构建纳米金(Au)掺杂石墨烯(GS-Nafion)修饰玻碳电极(GCE)的电化学传感器(GCE/GS/Nafion/Au),研究多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)在上述电极的电化学行为,并用于DA的选择性测定。将GS-Nafion溶液涂覆于GCE表面制得GCE/GS/Nafion电极,采用化学镀方法于GCE/GS/Nafion电极表面生成Au制得GCE/GS/Nafion/Au电极,采用扫描电镜(SEM)表征GS、化学镀Au和电极的制备过程,循环伏安(CV)法和示差脉冲伏安(DPV)法研究DA的电化学性质。在优化的实验条件下,DA浓度与DPV法氧化峰电流大小在1.0×10-7～1.0×10-4mol/L之间呈线性关系,线性相关系数为0.9988,检出限为4.2×10-8mol/L。该电极制备过程简单、灵敏度高、抗干扰性强,可以用于DA的测定,结果令人满意。     

基于聚吡咯的胆固醇电化学生物传感器的制备及性能研究

本文以胆固醇氧化酶和辣根过氧化物酶为催化剂,通过电化学聚合吡咯单体,制备了电流型胆固醇传感器。实验中采用电化学聚合方法制备了聚吡咯膜(PPY),用扫描电子显微镜(SEM)对聚吡咯膜进行微观结构表征,采用循环伏安(CV)法研究了传感器的电化学特性及其抗干扰能力。结果表明,聚合圈数为300圈时得到的聚吡咯膜制备的传感器性能最佳,传感器最佳工作p H值为8.0,胆固醇氧化酶浓度为30 mg/m L,辣根过氧化物酶浓度为20 mg/m L,制备的胆固醇传感器,具有良好的检测性能,线性范围为2.0×10-6~1.6×10-4 mol/L,表观米氏常数appmK为5.6×10-6 mol/L,葡萄糖、抗坏血酸、尿酸等组分对传感器响应电流的影响分别为8.1%、8.5%、10.8%,抗干扰效果较好。该传感器对胆固醇具有良好的选择性响应,可以用于胆固醇含量的测定。     

Electrochemical Determination of Bisphenol A at Multi-walled Carbon Nanotubes/Poly (Crystal Violet) Modified Glassy Carbon Electrode

Bisphenol A (BPA) can disrupt endocrine system. In this study, a novel and sensitive electrochemical senor based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and poly crystal violet (PCV) modified glass carbon electrode (GCE) was developed for determination of BPA. The morphologies and properties of modified electrode were characterized by scanning electron microscopy and electrochemical impedance spectra. Compared with bare GCE and other modified electrodes, this MWCNTs/PCV/GCE exhibited an excellent electrocatalytic role for the oxidation of BPA by significantly enhancing the current response and decreasing the BPA oxidation overpotential. Under optimum conditions, the electrochemical sensor can be applied to the quantification of BPA by linear sweep voltammetry (LSV) with a linear range covering 5 × 10^?8–1 × 10^?4 mol L^?1 (with a correlation coefficient of 0.9969), and the limit detection was 1 × 10^?8 mol L^?1 (S/N = 3). The recovery was between 98.38 and 103.51% in real plastic samples. This strategy might enable more opportunities for the electrochemical determination of BPA in practical applications.