电化学传感器用于检测对硝基苯酚(KQ-50E使用)

硝基酚（ＮＰｓ）作为硝基化合物，被列为有害的污 染物并广泛存在于农药、医药及染料中。其中，对硝 基苯酚（４－ＮＰ）被美国环境保护局（ＥＰＡ）列为优先污 染物。由于４－ＮＰ的稳定性，其可以在环境中保留 很长的时间，故会对环境造成不利 的 影 响。另 一 方 面，工业产品４－ＮＰ也会不可避免的释放到环境中，可 能对人 类、动物及植物造成持续性的伤害。并 且， ＥＰＡ已经严重限制了废水中４－ＮＰ的浓度，其最大浓 度应小于０．１４μｍｏｌ·Ｌ－１，因此，开发一种简单、有 效、可靠的方法来检测４－ＮＰ是极其重要的。

１ 实验部分 

１．１ 试剂及仪器

 苯胺、对苯二胺硫酸盐、四氢呋喃、磷酸 二 氢 钠 和磷酸氢二钠，阿拉丁公司；过硫酸铵、石油醚、氢氧 化钠、氯化钠、浓 盐 酸、对 硝 基 苯 酚（４－ＮＰ），国 药 集 团化学试剂公司；间氨基苯磺酸，阿达玛斯试剂有限 公司，所有的试剂均为分析纯，并且在用之前没有被 进一步纯化，实验中所用的水均为去离子水，并且实 验操作在室温下进行。 扫描电 子 显 微 镜，ＪＳＭ－６７００Ｆ 型，日 本 电 子 公 司；透射电 子 显 微 镜，ＪＥＭ２１００型，日 本 电 子 公 司； 红外光谱仪，德国Ｂｒｕｋｅｒ公司；ＣＨＩ６６０Ｃ电化学工 作站，实验所用的三电极系统中，裸玻碳电极（Φ＝３ ｍｍ）或者材料修饰的电极为工作 电 极，２３２型 饱 和 甘汞 电 极（ＳＣＥ）作 为 参 比 电 极，２１３型 铂 丝 电 极 作 为对电 极；数 字 ｐＨ 计，ＰＨＳ－２５型，上 海 雷 磁 仪 器厂；电子天平，ＦＡ１００４Ｎ 型，上海精密科学仪器有限 公司；超声波 清 洗 器，昆山舒美KQ-50E型，昆 山 市 超 声 仪 器 有限公司。 

１．２ ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 纳米材料的制备过程 

制 备 出 了 ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 材 料，并 且在合成过程中做了些微小的修改。 苯胺三聚体（ＡＴ）的制备：量取苯胺１．８１７ｍＬ， 称取对苯二胺硫酸盐２．９５６ｇ，将二者溶于１ｍｏｌ· Ｌ－１，１５０ｍＬ 的 ＨＣｌ溶 液 中，并 放 置 在 冰 盐 浴 －５ ℃的环境内，此时得到溶液①，等待备用。然后称取 过硫酸铵４．５４１ｇ，溶于１ｍｏｌ·Ｌ－１，５０ｍＬ的 ＨＣｌ 溶液中，得到溶液②。然后将②逐滴加入到①的溶 液中，室温搅拌１ｈ，过滤，用０ ℃的 ＨＣｌ溶液清洗， 直到固体呈 黑 绿 色 为 止。接 着 用１０％，２００ ｍＬ 的 氨水洗涤２次，以便将过量的 ＨＣｌ溶液洗 掉，再 用 大量的去离子水洗涤，６０ ℃下真空干燥。 ＳＡＴ的制备：称取上述制备的 ＡＴ１．２４ｇ和间 氨基苯磺酸（ｍ－ＡＢＳＡ）１．７３ｇ，溶于４０ｍＬ 的四氢 呋喃（ＴＨＦ）中，在４０ ℃下连续搅拌５ｈ，往 上 述 溶 液中逐 滴 加 入 ２００ ｍＬ 的 石 油 醚 中，过 滤、收 集 固 体。用 ＴＨＦ洗涤，真空６０ ℃下干燥。 ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 的制备：称取０．６ｇ的ＳＡＴ 和０．０８ ｇ的氢氧化钠混合在９５ｍＬ的去离子水里，超声１ｈ形成ＳＡＴ 水溶液，然后，往上述溶液中加入１０ｍｇ 的二硫化钼，并超声２ｈ，得到ＳＡＴ－ＭｏＳ２的分散液。 

１．３ 修饰电极

ＳＡＴ－ＭｏＳ２／ＧＣＥ的制备过程 在修 饰 电 极 之 前，依 次 用０．３μｍ 和０．０５μｍ 的铝粉（α－Ａｌ２Ｏ３）对电极表面进行打磨，而后依次在 乙醇和水里超声清洗，确保电极表面呈镜面般的光 亮。然后，在电极表面上 滴 加１０μＬ 的 ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 分散 液，并 在 室 温 下 晾 干，即 得 到 了 ＳＡＴ－ＭｏＳ２／ ＧＣＥ。为了便于比较，在相同条件下制备了单独二 硫化钼修饰的电 极（ＭｏＳ２／ＧＣＥ）和 单 独 ＳＡＴ 修 饰 的电极（ＳＡＴ／ＧＣＥ），制备出的修饰电极用于４－ＮＰ 的电化学检测。 

１．４ 电化学测量

 电化学测试是在 ＣＨＩ６６０Ｃ 电 化 学 工 作 站 上 进 行，修 饰 电 极 的 电 化 学 表 征 是 在 ０．１ ｍｏｌ·Ｌ－１， ｐＨ＝７的 ＰＢＳ缓冲溶液中进行的，采用差分脉冲伏 安法（ＤＰＶ）进行扫描，扫描电位区间为－１．０～０．４ Ｖ，扫速为５０ｍＶ·ｓ－１，每根电极平行测定３次，取 其３次的平均值，除非另有标注。

 ２ 结果与讨论

ＭｏＳ２ 和ＳＡＴ －ＭｏＳ２ 的ＳＥＭ 和 ＴＥＭ 见 图１。　从图１（ａ）可以看出，ＭｏＳ２ 的片状结构，这点也 可以通过 ＴＥＭ 图 像（图１（ｂ））来 证 明。图１（ｃ）和 图１（ｄ）分别为 ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 的 ＳＥＭ 和 ＴＥＭ 图 像， 从图１（ｃ）中 可 以 看 出，相 对 于 单 独 的 ＭｏＳ２，ＳＡＴ－ ＭｏＳ２ 纳米复 合 材 料 表 现 出 轻 微 的 皱 褶，而 且 皱 褶 数量增加，ＳＡＴ 片 相 互 连 接，形 成 均 匀 的 结 构 体。 在图１（ｄ）中，轻薄的片层结构代表的是 ＭｏＳ２，黑色 区域代 表 的 是 ＳＡＴ 材 料，制 备 的 ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 纳 米 复合材料是稳定存在的。

３ 结 论 

合成了ＳＡＴ－ＭｏＳ２ 复合材料，并成功的构建了电化学传感平台用于对硝基苯酚的灵敏检测。在最 优实验条件下，可以通过差分脉冲伏安法来检测痕 量的对硝基苯酚，并且具有较宽的检测范围以及较 低的检测限，检测限低至１．６×１０－８ ｍｏｌ·Ｌ－１。分 析认为：一方面，ＭｏＳ２ 的二维层状结构以及不需要 表面活性剂可直接分散在水溶液中的特性，ＳＡＴ 具 有良好的分散性，可作为 ＭｏＳ２ 的优良分散剂，并且 ＳＡＴ 导电性较 好，从 而 使 复 合 材 料 的 导 电 性 增 加。 另一方面，ＳＡＴ 和４－ＮＰ之间也存在氢键和强的静 电结合作用，从而可实现对硝基苯酚的灵敏、准确检 测，这将对环境污染以及化学工业具有潜在的价值。

免责声明：文章仅供学习和交流，如涉及作品版权问题需要我方删除，请联系我们，我们会在第一时间进行处理。