欢迎来到中国稀土学会! 新会员注册个人会员登录
  • 关注学会
    微信服务号

  • 关注学会
    微信订阅号

通过原位形成钯和还原氧化石墨烯纳米复合材料来研发新型亚硝酸盐电化学传感器发布时间:2016年11月16日

在玻碳电极逐步通过钯(Pd)纳米颗粒的原位化学沉积和还原氧化石墨烯(RGO)制备一种新型的高灵敏亚硝酸盐电化学传感器。该沉积过程是非常快并且沉积在电极上Pd/RGO的数量可以很好的通过沉积周期数来控制。采用紫外-可见光谱法对制备工艺进行了监测,并用红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射和扫描电镜等表征了所制备的复合材料。结果证实成功形成了钯和化学还原氧化石墨烯。此外,RGO片之间加入Pd可以有效防止RGO的聚集。Pd /RGO修饰的电极对亚硝酸盐的氧化表现出显着增强,伴随着响应电流的增加和过电位的降低,导致RGO和钯纳米粒子的协同催化作用。我们对不同实验参数对亚硝酸盐检测的影响进行了详细的研究。在最佳条件下,所研发的亚硝酸盐传感器有一个线性响应的浓度范围1~1000毫米和0.23毫米的检出限。此外,所制备的亚硝酸盐传感器表现出优异的选择性,重现性和稳定性。

分别用1、0.3和0.05mm的氧化铝浆料抛光玻碳电极(GCE,直径3 mm)。然后通过在乙醇和水超声清洗电极,直到形成镜状表面。通过分步浸渍工艺将Pd/RGO沉积到电极。首先将GCE电极浸入硼氢化钠溶液(0.5M)10秒,再由N2吹干燥除去多余的液体。然后将GCE浸入氯化钯溶液(0.01M)10秒,再由N2吹干燥除去多余的液体。之后,将GCE浸到氧化石墨烯(GO)分散体系(1 mg/ml)10秒,再由N2吹干燥。最后,将电极浸入硼氢化钠溶液(10秒)再轻轻地用水冲洗。由此产生的电极被标记为G/Pd/RGO-1。重复这些步骤,直到沉积所需的材料量。多循环沉积电极被表示为G/Pd/RGO-n。逐步修饰电极的示意图如图1所示。只有Pd修饰的GCE(表示为G/Pd)或只有RGO修饰的GCE(表示为G/RGO)使用相同的程序制备,除了跳过将电极浸泡到GO分散体系(对于G/Pd)或PdCl2(对于G/RGO)。

相关研究成果发表在RSC Adv.(DOI:10.1039/c5ra02661j)上。  

 

  Fig.1 G/Pd/RGO的逐步加工示意图。 

  

    Fig.2 (A)GO分散体和Pd/RGO沉积的石英片从1~10个周期的紫外-可见光谱,插图显示了262nm处的吸光度对沉积循环数的图。(B) GO和所制备的Pd/RGO纳米复合材料的拉曼光谱。 

 

  Fig.3 (A) Pd纳米粒子和Pd/RGO复合材料在低(B)和高(C)分辨率下的扫描图。 

   

    Fig.4 (A) GCE,G/RGO,G/Pd和G/Pd/RGO-3 (B) G/Pd/RGO-1到G/Pd/RGO-6修饰的电极在pH值为7的1mM亚硝酸盐溶液中的循环伏安图,扫描速率50mV/s。(C) G/Pd/RGO-3电极在0.1mM亚硝酸盐溶液中在0.85V下的响应计时电流。插图为I vs t-1/2曲线。 

   

    Fig.5 (A) G/Pd/RGO在含1毫米亚硝酸盐的0.1 M PBS中,在不同扫描速率下的循环伏安曲线。插图(i)是阳极峰值电流与扫描速率平方根的线性相关性。插图(II)是峰电位与扫描速率的对数图。(B)pH对G/Pd/RGO电极在1毫米亚硝酸盐中响应电流的影响。 

 

联系地址:北京市海淀区高粱桥斜街13号院乙27号楼 邮政编码:100081 联系电话:01062173497 传真:010-62173501 电子邮箱:csre@cs-re.org.cn
版权所有 ©中国稀土学会 京ICP备05010140号-1