淺談一種檢測痕量硝基苯的電化學傳感器

韓麗麗（安徽理工大學,安徽 淮南 232001）

淺談一種檢測痕量硝基苯的電化學傳感器

韓麗麗
（安徽理工大學,安徽 淮南 232001）

摘 要：硝基苯類化合物通常制造炸藥。在運輸和生產的過程中，因為難以降解并長穩定的存在，對環境存在很大的危害。因此檢測硝基苯類化合物非常重要。傳統爆炸物的檢測方法存在很多局限性，本文以硝基苯作為模板分子，采用電化學傳感的方法檢測痕量的硝基苯溶液。

關鍵詞：電化學傳感器;硝基苯化合物;痕量;檢測

由于硝基苯類能夠導致嚴重的污染、難以分解、污染面積廣等危害，所以發展一種能夠快速準確檢測硝基苯類的高靈敏方法是非常必要的。傳統用于檢測硝基苯類化合物的方法很多，常見的檢測方法有氣相色譜法、氣質聯用色譜法等，但這些方法預處理比較復雜、需要大量的勞動資源和昂貴的設備等缺陷，難以實現對爆炸物的現場檢測。為了提高電致化學發光獨特的優勢，主要研究新發光體、改進電致化學發光性質以及對電致化學發光傳感器的構建方法。

研究電致化學發光檢測硝基苯的發光體系，通過一步法合成一種新型GQDs-CdSe QDs納米復合物電化學發光體系。本實驗用H2O2作為共反應劑。實驗中還采用Nafion對修飾過的GQDs-CdSe QDs納米復合物固體電極進行固定，此Nafion起到電子傳遞作用，制成的電致化學發光傳感器具有靈敏度高、穩定性好、響應速度快等特點，很好的對痕量硝基苯的檢測。

1　GODs-CdSe QDs納米復合物的制備

首先稱取2.4367 g的NaBH4的粉末溶解在5 mL去離子水中，再稱取1.3818 g 的Se粉加入到已溶解的NaBH4水溶液中，在氮氣流的保護下反應，直到沒有氣泡產生為止即反應完全，反應完全后得到的溶液為NaHSe前軀體溶液。

稱取8.0115 g（35 mM）的CdCl2·2.5H2O的固體加入到45 mL的去離子水中。加熱攪拌溶解后，將20 mLGQDs溶液和381 μL MPA液體分別加入到已溶解的CdCl2·2.5H2O水溶液中，再用1MNaOH溶液調pH約為11。溶液在通30 min氮氣流后，迅速加入新制的NaHSe前軀體溶液，然后繼續在氮氣流的保護下反應2 h。反應完成后，用乙醇沉降，離心，在45 ℃條件下真空干燥。

2　電致化學發光傳感器的構建

玻碳電極的預處理：首先將玻碳電極（GCE）分別在0.3 μm和0.05 μm的Al2O3糊狀上研磨后，用無水乙醇和去離子水中沖洗，再超聲清洗殘留的Al2O3，然后用氮氣流吹干。將GQDs-CdSe QDs納米復合物超聲分散在0.5 % Nafion溶液中，形成GQDs-CdSe QDs納米復合物溶液，然后用微量進樣器量取5 μL GQDs-CdSe QDs納米復合物溶液滴加到預先處理好的GCE上，室溫下自然晾干，形成 GCE/GQDs-CdSe QDs電致化學發光傳感器。

3　ECL實驗條件的優化

3.1 溶液中pH的影響

以GQDs-CdSe QDs納米復合物作為發光體，用0.5%的Nafion 將GQDs-CdSe QDs納米復合物修飾在工作電極上，以10 mM K2S2O8作為共反應劑，不同pH的值對ECL強度的影響，GCE/GQDs-CdSe QDs/Nafion的ECL信號強度出現不同的值。當pH值從4.5增加到7.0時，ECL的信號強度隨之增強。當pH值超過7.0時，ECL的信號強度有所降低。而pH值為7.0時，ECL信號最強，說明了參與電極反應的GQDs-CdSe QDs納米復合物相比之下最多。

3.2 溶液中K2S2O8的影響

以GQDs-CdSe QDs納米復合物作為發光體，用0.5%的Nafion 將GQDs-CdSe QDs修飾在工作電極上，pH值為7.0時，不同濃度的K2S2O8共反應劑對ECL強度的影響，當K2S2O8的濃度從1 mM增加到10 mM時，ECL的信號強度隨之增強。當K2S2O8的濃度為10 mM時，ECL的強度比較穩定，說明參與電極反應的K2S2O8的濃度達到飽和。

4　電致化學發光法檢測痕量硝基苯

以GQDs-CdSe QDs納米復合物作為ECL的發光體，用0.5%的Nafion將GQDs-CdSe QDs修飾在工作電極上，修飾好的電極GCE/ GQDs-CdSe QDs/Nafion分別在不同濃度的硝基苯抑制5min后，ECL信號強度的變化，電極處在pH值為9.0，K2S2O8共反應劑濃度為10 mM的條件下，隨著硝基苯溶液濃度的增加，ECL信號強度相應的降低，即不同濃度的硝基苯溶液對GCE/GQDs-CdSe QDs/Nafion電極有ECL信號猝滅的作用。ECL信號強度與硝基苯溶液濃度的對數呈線性關系，線性方程為。濃度范圍從0 nM到0.1 nM，檢測限為3 pM (S/N = 3)。

5　結語

利用碳纖維在濃硫酸和濃硝酸的強氧化條件下，合成水溶性好、穩定性好的石墨烯量子點，將石墨烯量子點與CdSe量子點進行摻雜，合成GQDs-CdSe QDs納米復合材料，其光學特性比單獨的石墨烯量子點和CdSe量子點有所提高。將其量子點修飾在玻碳電極（GCE/ GQDs-CdSe QDs）上，利用Nafion修飾GCE/GQDs-CdSe QDs電極，構建GCE/CdSe QDs/Nafion電致化學發光傳感器，K2S2O8作為共反應物，通過對不同的pH和K2S2O8濃度的優化，獲得ECL信號穩定的傳感器，用于檢測痕量硝基苯溶液，為硝基苯類爆炸物檢測提供一個很好的平臺。

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作者簡介：韓麗麗(1987-)，女，安徽六安人，碩士研究生，研究方向:分析化學。