韓麗麗（安徽理工大學(xué),安徽 淮南 232001）

淺談一種檢測(cè)痕量硝基苯的電化學(xué)傳感器

韓麗麗
（安徽理工大學(xué),安徽 淮南 232001）

摘 要：硝基苯類化合物通常制造炸藥。在運(yùn)輸和生產(chǎn)的過(guò)程中，因?yàn)殡y以降解并長(zhǎng)穩(wěn)定的存在，對(duì)環(huán)境存在很大的危害。因此檢測(cè)硝基苯類化合物非常重要。傳統(tǒng)爆炸物的檢測(cè)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(xué)傳感的方法檢測(cè)痕量的硝基苯溶液。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)傳感器;硝基苯化合物;痕量;檢測(cè)

由于硝基苯類能夠?qū)е聡?yán)重的污染、難以分解、污染面積廣等危害，所以發(fā)展一種能夠快速準(zhǔn)確檢測(cè)硝基苯類的高靈敏方法是非常必要的。傳統(tǒng)用于檢測(cè)硝基苯類化合物的方法很多，常見(jiàn)的檢測(cè)方法有氣相色譜法、氣質(zhì)聯(lián)用色譜法等，但這些方法預(yù)處理比較復(fù)雜、需要大量的勞動(dòng)資源和昂貴的設(shè)備等缺陷，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸物的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。為了提高電致化學(xué)發(fā)光獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，主要研究新發(fā)光體、改進(jìn)電致化學(xué)發(fā)光性質(zhì)以及對(duì)電致化學(xué)發(fā)光傳感器的構(gòu)建方法。

研究電致化學(xué)發(fā)光檢測(cè)硝基苯的發(fā)光體系，通過(guò)一步法合成一種新型GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物電化學(xué)發(fā)光體系。本實(shí)驗(yàn)用H2O2作為共反應(yīng)劑。實(shí)驗(yàn)中還采用Nafion對(duì)修飾過(guò)的GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物固體電極進(jìn)行固定，此Nafion起到電子傳遞作用，制成的電致化學(xué)發(fā)光傳感器具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，很好的對(duì)痕量硝基苯的檢測(cè)。

1　GODs-CdSe QDs納米復(fù)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?dú)饬鞯谋Ｗo(hù)下反應(yīng)，直到?jīng)]有氣泡產(chǎn)生為止即反應(yīng)完全，反應(yīng)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(diào)pH約為11。溶液在通30 min氮?dú)饬骱?，迅速加入新制的NaHSe前軀體溶液，然后繼續(xù)在氮?dú)饬鞯谋Ｗo(hù)下反應(yīng)2 h。反應(yīng)完成后，用乙醇沉降，離心，在45 ℃條件下真空干燥。

2　電致化學(xué)發(fā)光傳感器的構(gòu)建

玻碳電極的預(yù)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(wú)水乙醇和去離子水中沖洗，再超聲清洗殘留的Al2O3，然后用氮?dú)饬鞔蹈?。將GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物超聲分散在0.5 % Nafion溶液中，形成GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物溶液，然后用微量進(jìn)樣器量取5 μL GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物溶液滴加到預(yù)先處理好的GCE上，室溫下自然晾干，形成 GCE/GQDs-CdSe QDs電致化學(xué)發(fā)光傳感器。

3　ECL實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

3.1 溶液中pH的影響

以GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物作為發(fā)光體，用0.5%的Nafion 將GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物修飾在工作電極上，以10 mM K2S2O8作為共反應(yīng)劑，不同pH的值對(duì)ECL強(qiáng)度的影響，GCE/GQDs-CdSe QDs/Nafion的ECL信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)不同的值。當(dāng)pH值從4.5增加到7.0時(shí)，ECL的信號(hào)強(qiáng)度隨之增強(qiáng)。當(dāng)pH值超過(guò)7.0時(shí)，ECL的信號(hào)強(qiáng)度有所降低。而pH值為7.0時(shí)，ECL信號(hào)最強(qiáng)，說(shuō)明了參與電極反應(yīng)的GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物相比之下最多。

3.2 溶液中K2S2O8的影響

以GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物作為發(fā)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(shí)，不同濃度的K2S2O8共反應(yīng)劑對(duì)ECL強(qiáng)度的影響，當(dāng)K2S2O8的濃度從1 mM增加到10 mM時(shí)，ECL的信號(hào)強(qiáng)度隨之增強(qiáng)。當(dāng)K2S2O8的濃度為10 mM時(shí)，ECL的強(qiáng)度比較穩(wěn)定，說(shuō)明參與電極反應(yīng)的K2S2O8的濃度達(dá)到飽和。

4　電致化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)痕量硝基苯

以GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合物作為ECL的發(fā)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(hào)強(qiáng)度的變化，電極處在pH值為9.0，K2S2O8共反應(yīng)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(hào)強(qiáng)度相應(yīng)的降低，即不同濃度的硝基苯溶液對(duì)GCE/GQDs-CdSe QDs/Nafion電極有ECL信號(hào)猝滅的作用。ECL信號(hào)強(qiáng)度與硝基苯溶液濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，線性方程為。濃度范圍從0 nM到0.1 nM，檢測(cè)限為3 pM (S/N = 3)。

5　結(jié)語(yǔ)

利用碳纖維在濃硫酸和濃硝酸的強(qiáng)氧化條件下，合成水溶性好、穩(wěn)定性好的石墨烯量子點(diǎn)，將石墨烯量子點(diǎn)與CdSe量子點(diǎn)進(jìn)行摻雜，合成GQDs-CdSe QDs納米復(fù)合材料，其光學(xué)特性比單獨(dú)的石墨烯量子點(diǎn)和CdSe量子點(diǎn)有所提高。將其量子點(diǎn)修飾在玻碳電極（GCE/ GQDs-CdSe QDs）上，利用Nafion修飾GCE/GQDs-CdSe QDs電極，構(gòu)建GCE/CdSe QDs/Nafion電致化學(xué)發(fā)光傳感器，K2S2O8作為共反應(yīng)物，通過(guò)對(duì)不同的pH和K2S2O8濃度的優(yōu)化，獲得ECL信號(hào)穩(wěn)定的傳感器，用于檢測(cè)痕量硝基苯溶液，為硝基苯類爆炸物檢測(cè)提供一個(gè)很好的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn):

[1]孟祥承.爆炸物及毒品的探測(cè)技術(shù)[J].核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù),2003,23(04):371-379.

[2]戴維列,刑若葵,王才松.NCI-MS/MS檢測(cè)復(fù)雜樣品中微量TNT成分[J].質(zhì)譜學(xué)報(bào),2000,21(04):193-194.

[3]觀文娜,許峰,孟子輝.固態(tài)萃取攪拌棒技術(shù)/氣相色譜聯(lián)用分析廢水中的痕量爆炸物[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào),2008(03):468-472.

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