CN107064274B - 基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法 - Google Patents
基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于化工领域,尤其是基于GO/Fe3O4/β‑CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,采用一步原位法合成磁性纳米复合材料GO/Fe3O4,再合成GO/Fe3O4/β‑CD纳米复合材料,根据环糊精(β‑CD)与多环芳烃之间的主客体识别关系实现多环芳烃的检测,具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、选择性好、检测线宽等优点。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,尤其是基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法。
背景技术
多环芳烃属于持久性有机污染物中的一类,能够长距离迁移并长期存在于环境中,且具有长期残留性、生物积蓄性、半挥发性和高毒性,容易沿着营养生物链逐级累积导致对高级生物体更严重的危害,此外,在紫外光的照射下多环芳烃产生的光危险性更大,当我们的生活环境中长期存在多环芳烃污染物时就会容易诱发多种疾病,主要是皮肤癌、肺癌、直肠癌、乳腺癌等。因此,发展实用、简单、成本低廉、可操作性强的新分析手段对多环芳烃的含量实行快捷、准确、超灵敏的检测刻不容缓。对于促进自然生态平衡、人类健康、社会可持续发展的意义极为重大。
目前检测多环芳烃最常用的方法是色谱及其联用技术,其优点是检出限低、选择性高,但对设备要求高,不便携带,并且需要专业技术人员在实验室进行检验,使得色谱技术大范围的推广应用受到极大限制,不适宜进行实时在线检测。电化学方法具有设备简单,检测周期短,操作容易等优点,因而具有更广阔的应用前景,但电化学法常用于检测具有电活性的物质,而多环芳烃并没有电化学活性,环糊精分子的内腔具有“外亲水,内疏水”的特性,有选择性地结合多种客体分子,形成不同稳定程度的包结物,环糊精能够作为主体分子与尺寸合适的客体分子形成包结物,据此可以建立一种分析测定多环芳烃的电化学方法。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
取FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯,超声处理20~30min,再通入惰性气体,加热至50-70℃搅拌 30-50min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至50-70℃搅拌30-50min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4;
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取40~60mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于 10~15mL纯水中,称取40~60mgβ-CD溶于10~15mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,60~80℃下反应3~5h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD;
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD超声分散于纯水中,得到浓度为2~5mg/mL分散均匀的磁性纳米复合材料 GO/Fe3O4/β-CD悬浮液;再取3-15uL滴加到预处理的电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极包括玻碳电极、金电极、石墨电极、金盘电极、ITO玻璃电极、丝网印刷碳电极、丝网印刷金膜电极中的任意一种。
所述步骤(4)中线性方程具体为:
(1)多环芳烃萘的线性范围为1.0×10-13~5.0×10-7mol/L,线性方程为△Rt=4.1844lgC(mol/L)+89.1596,线性相关系数R2=0.9903,检出限为8.0×10-14mol/L;
(2)多环芳烃蒽的线性范围为1.0×10-13~5.0×10-6mol/L,线性方程为△Rt=3.8926lgC(mol/L)+69.1735,线性相关系数R2=0.9916,检出限为6.0×10-14mol/L;
(3)多环芳烃菲的线性范围为1.0×10-13~1.0×10-6mol/L,线性方程为△Rt=2.7966lgC(mol/L)+48.1516,线性相关系数R2=0.9921,检出限为5.0×10-14mol/L;
(4)多环芳烃苯并芘的线性范围为1.0×10-13~3.0×10-6mol+L,线性方程为△Rt=3.7421lgC(mol/L)+59.5765,线性相关系数R2=0.9919,检出限为7.0×10-14mol/L。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为10-1~105Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
所述△Rt值与多环芳烃浓度的对数呈现良好的线性关系。
本发明有益效果:
本发明首先采用一步原位法合成磁性纳米复合材料GO/Fe3O4,再合成GO/Fe3O4/β-CD纳米复合材料,根据环糊精(β-CD)与多环芳烃之间的主客体识别关系实现多环芳烃的检测,具有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、选择性好、检测线宽等优点。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1~7中,线性方程具体为:
(1)多环芳烃萘的线性范围为1.0×10-13~5.0×10-7mol/L,线性方程为△Rt=4.1844lgC(mol/L)+89.1596,线性相关系数R2=0.9903,检出限为8.0×10-14mol/L;
(2)多环芳烃蒽的线性范围为1.0×10-13~5.0×10-6mol/L,线性方程为△Rt=3.8926lgC(mol/L)+69.1735,线性相关系数R2=0.9916,检出限为6.0×10-14mol/L;
(3)多环芳烃菲的线性范围为1.0×10-13~1.0×10-6mol/L,线性方程为△Rt=2.7966lgC(mol/L)+48.1516,线性相关系数R2=0.9921,检出限为5.0×10-14mol/L;
(4)多环芳烃苯并芘的线性范围为1.0×10-13~3.0×10-6mol+L,线性方程为△Rt=3.7421lgC(mol/L)+59.5765,线性相关系数R2=0.9919,检出限为7.0×10-14mol/L。
实施例1
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
称取0.15mol的FeSO4·7H2O和0.15mol FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯20mg,超声30min,通入氩气,加热至60℃搅拌40min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至60℃搅拌40min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4;
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取40mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于10mL 纯水中,称取40mgβ-CD溶于10mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,80℃下反应3h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mg GO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,取10uL滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为玻碳电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为1Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
实施例2
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
取0.2molFeSO4·7H2O和0.2molFeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯,超声处理20min,通入氦气,加热至70℃搅拌50min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至70℃搅拌 50min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4;
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取45mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于15mL 纯水中,称取45mgβ-CD溶于15mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,60℃下反应5h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mg GO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,取8uL滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为金电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为105Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
实施例3
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
称取0.18mol的FeSO4·7H2O和0.15mol FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯20mg,超声30min,通入氖气,加热至50℃搅拌50min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至70℃搅拌50min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4。
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取55mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于14mL 纯水中,称取55mgβ-CD溶于12mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,65℃下反应3.5h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mg GO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,取12uL滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为石墨电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为10Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
实施例4
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
称取0.12mol的FeSO4·7H2O和0.15mol FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯20mg,超声30min,通入氪气,加热至55℃搅拌45min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至55℃搅拌50min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4。
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取60mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于15mL 纯水中,称取60mgβ-CD溶于13mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,80℃下反应5h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mg GO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,取7uL滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为金盘电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为102Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
实施例5
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
称取0.1mol的FeSO4·7H2O和0.1mol FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯20mg,超声30min,通如氙气,加热至60℃搅拌50min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至60℃搅拌40min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4。
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取60mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于15mL 纯水中,称取40mgβ-CD溶于10mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,75℃下反应4h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mg GO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,将其滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为ITO玻璃电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为103Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
实施例6
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
称取0.05mol的FeSO4·7H2O和0.1mol FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯20mg,超声30min,通入氡气,加热至50℃搅拌40min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至50℃搅拌40min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4。
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取45mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于13mL 纯水中,称取50mgβ-CD溶于11mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,72℃下反应4.5h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mg GO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,取6uL滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为ITO丝网印刷碳电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为104Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
实施例7
一种基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的高灵敏检测多环芳烃的电化学方法,其具体步骤为:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的制备:
称取0.1mol的FeSO4·7H2O和0.05mol FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯20mg,超声30min,通入氩气,加热至65℃搅拌50min。上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至65℃搅拌40min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4。
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取55mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于15mL 纯水中,称取55mgβ-CD溶于15mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,80℃下反应3h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD。
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料20mgGO/Fe3O4/β-CD超声分散于10mL纯水中,得到分散均匀的悬浮液;接着,将其滴加到预处理的玻碳电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe-3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD 修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上进行,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q (RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt 0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻 Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
所述步骤(3)预处理的电极为丝网印刷金膜电极。
所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为103Hz。
所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
Claims (5)
1.基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)磁性纳米复合材料GO/Fe3O4的制备:
取FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O溶于水中,加入氧化石墨烯,超声处理20~30min,再通入惰性气体,加热至50-70℃搅拌30-50min, 上述溶液在强烈搅拌条件下,逐滴滴加一定量的氨水,加热至50-70℃搅拌30-50min,水洗磁分离,真空干燥可得GO/Fe3O4;
(2)GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料的制备:
称取40~60mg(1)所制备的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4溶解于10~15mL纯水中,称取40~60mgβ-CD溶于10~15mL去离子水中,超声溶解,将两者混合反应,强烈搅拌,60~80℃下反应3~5h,水洗磁分离,真空干燥,制得纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD;
(3)基于磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD的电化学传感器的制备:
将步骤(2)所得到的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD超声分散于纯水中,得到分散均匀的磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD悬浮液;再取3-15uL将其滴加到预处理的电极上,室温真空干燥,得到磁性纳米复合材料GO/Fe3O4/β-CD修饰电极;
(4)测量:
以氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为底液,以GO/Fe3O4/β-CD修饰电极为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂片电极为辅助电极,在PAR2273电化学综合测试系统上测试,采用电化学阻抗法,并应用Zview软件对实验数据进行拟合和处理,选择等效电路Rs(Q(RtZw))进行解析,得到电荷转移电阻Rt0,取一定量的待测多环芳烃溶液加入电解池中,测定电化学阻抗谱,计算得到电荷转移电阻Rt1,计算加入多环芳烃后电荷转移电阻差值△Rt,将△Rt带入线性方程,可求算待测溶液中多环芳烃的浓度。
2.如权利要求1所述基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其特征在于,所述步骤(3)预处理的电极包括玻碳电极、金电极、石墨电极、金盘电极、ITO玻璃电极、丝网印刷碳电极、丝网印刷金膜电极中的任意一种。
3.如权利要求1所述基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其特征在于,所述步骤(4)中线性方程具体为:
(1)多环芳烃萘的线性范围为1.0×10-13~5.0×10-7mol/L,线性方程为△Rt=4.1844lgC(mol/L)+89.1596,线性相关系数R2=0.9903,检出限为8.0×10-14mol/L;
(2)多环芳烃蒽的线性范围为1.0×10-13~5.0×10-6mol/L,线性方程为△Rt=3.8926lgC(mol/L)+69.1735,线性相关系数R2=0.9916,检出限为6.0×10-14mol/L;
(3)多环芳烃菲的线性范围为1.0×10-13~1.0×10-6mol/L,线性方程为△Rt=2.7966lgC(mol/L)+48.1516,线性相关系数R2=0.9921,检出限为5.0×10-14mol/L;
(4)多环芳烃苯并芘的线性范围为1.0×10-13~3.0×10-6mol+L,线性方程为△Rt=3.7421lgC(mol/L)+59.5765,线性相关系数R2=0.9919,检出限为7.0×10-14mol/L。
4.如权利要求1所述基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其特征在于,所述电化学阻抗法的振幅为5mV,频率范围为10-1~105Hz。
5.如权利要求1所述基于GO/Fe3O4/β-CD磁性纳米复合材料高灵敏检测多环芳烃电化学方法,其特征在于,所述氯化钾、铁氰化钾和亚铁氰化钾溶液为0.1mol/L、铁氰化钾为5.0×10-3mol/L亚铁氰化钾为5.0×10-3mol/L。
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