ZnO -聚丙烯腈基復合碳納米纖維修飾電極測定Pb2+

陳夢妮, 周 鑫 , 盧圓圓, 楊健茂, 馬小玉, 劉建允*

(1.東華大學環境科學與工程學院,國家環境保護紡織污染防治工程技術中心，上海 201620；2.東華大學分析測試中心，上海 201620)

一維ZnO納米材料是一種典型的多功能半導體材料，它具有大的表面積、高的表面活性及對環境的敏感性等優異的特點，在光電催化[1]、太陽能電池[2]和傳感[3 - 5]等方面具有廣泛的應用前景。ZnO納米纖維的高催化活性、良好的電子傳遞特性等在電化學傳感方面的研究較為活躍[6]。ZnO納米材料通常采用水熱法[7]、化學沉淀法[8]、溶劑熱[9]、靜電紡絲技術[10]等方法制備。靜電紡絲是一種簡單、快速、高效獲取納米纖維的方法[11]。靜電紡ZnO納米纖維的制備一般采用鋅鹽溶膠前驅液紡絲，再經高溫煅燒而得到[12]。但在高溫處理中纖維結構容易坍塌。碳納米纖維作為很好的導體，具有機械強度大、穩定性好和表面積大的特點，是納米ZnO理想的載體材料[13]。ZnO納米和碳復合所得到的ZnO/碳納米纖維既能保持良好的纖維結構，同時碳骨架更有利于材料導電性的提高；另一方面ZnO納米粒子表面存在大量的羥基等基團[14,15]，改善了碳纖維的親水性。

本研究利用靜電紡絲技術，將ZnO納米粒子直接分散在聚丙烯腈(PAN)的N，N-甲基甲酰胺(DMF)溶液中為紡絲前驅液，經過高溫處理制備ZnO納米粒子負載碳復合納米纖維(ZnO -CNF)，并制備了ZnO -CNF修飾玻碳電極(ZnO -CNF/GCE)，研究ZnO -CNF/GCE對重金屬離子Pb2+的檢測，其檢出限可低至2.4×10-10mol/L。該修飾電極抗干擾性強、穩定性好，是一種新型的重金屬離子傳感材料。……