浅谈一种检测痕量硝基苯的电化学传感器

韩丽丽（安徽理工大学,安徽 淮南 232001）

浅谈一种检测痕量硝基苯的电化学传感器

韩丽丽
（安徽理工大学,安徽 淮南 232001）

摘 要：硝基苯类化合物通常制造炸药。在运输和生产的过程中，因为难以降解并长稳定的存在，对环境存在很大的危害。因此检测硝基苯类化合物非常重要。传统爆炸物的检测方法存在很多局限性，本文以硝基苯作为模板分子，采用电化学传感的方法检测痕量的硝基苯溶液。

关键词：电化学传感器;硝基苯化合物;痕量;检测

由于硝基苯类能够导致严重的污染、难以分解、污染面积广等危害，所以发展一种能够快速准确检测硝基苯类的高灵敏方法是非常必要的。传统用于检测硝基苯类化合物的方法很多，常见的检测方法有气相色谱法、气质联用色谱法等，但这些方法预处理比较复杂、需要大量的劳动资源和昂贵的设备等缺陷，难以实现对爆炸物的现场检测。为了提高电致化学发光独特的优势，主要研究新发光体、改进电致化学发光性质以及对电致化学发光传感器的构建方法。

研究电致化学发光检测硝基苯的发光体系，通过一步法合成一种新型GQDs-CdSe QDs纳米复合物电化学发光体系。本实验用H2O2作为共反应剂。实验中还采用Nafion对修饰过的GQDs-CdSe QDs纳米复合物固体电极进行固定，此Nafion起到电子传递作用，制成的电致化学发光传感器具有灵敏度高、稳定性好、响应速度快等特点，很好的对痕量硝基苯的检测。

1　GODs-CdSe QDs纳米复合物的制备

首先称取2.4367 g的NaBH4的粉末溶解在5 mL去离子水中，再称取1.3818 g 的Se粉加入到已溶解的NaBH4水溶液中，在氮气流的保护下反应，直到没有气泡产生为止即反应完全，反应完全后得到的溶液为NaHSe前躯体溶液。

称取8.0115 g（35 mM）的CdCl2·2.5H2O的固体加入到45 mL的去离子水中。加热搅拌溶解后，将20 mLGQDs溶液和381 μL MPA液体分别加入到已溶解的CdCl2·2.5H2O水溶液中，再用1MNaOH溶液调pH约为11。溶液在通30 min氮气流后，迅速加入新制的NaHSe前躯体溶液，然后继续在氮气流的保护下反应2 h。反应完成后，用乙醇沉降，离心，在45 ℃条件下真空干燥。

2　电致化学发光传感器的构建

玻碳电极的预处理：首先将玻碳电极（GCE）分别在0.3 µm和0.05 µm的Al2O3糊状上研磨后，用无水乙醇和去离子水中冲洗，再超声清洗残留的Al2O3，然后用氮气流吹干。将GQDs-CdSe QDs纳米复合物超声分散在0.5 % Nafion溶液中，形成GQDs-CdSe QDs纳米复合物溶液，然后用微量进样器量取5 µL GQDs-CdSe QDs纳米复合物溶液滴加到预先处理好的GCE上，室温下自然晾干，形成 GCE/GQDs-CdSe QDs电致化学发光传感器。

3　ECL实验条件的优化

3.1 溶液中pH的影响

以GQDs-CdSe QDs纳米复合物作为发光体，用0.5%的Nafion 将GQDs-CdSe QDs纳米复合物修饰在工作电极上，以10 mM K2S2O8作为共反应剂，不同pH的值对ECL强度的影响，GCE/GQDs-CdSe QDs/Nafion的ECL信号强度出现不同的值。当pH值从4.5增加到7.0时，ECL的信号强度随之增强。当pH值超过7.0时，ECL的信号强度有所降低。而pH值为7.0时，ECL信号最强，说明了参与电极反应的GQDs-CdSe QDs纳米复合物相比之下最多。

3.2 溶液中K2S2O8的影响

以GQDs-CdSe QDs纳米复合物作为发光体，用0.5%的Nafion 将GQDs-CdSe QDs修饰在工作电极上，pH值为7.0时，不同浓度的K2S2O8共反应剂对ECL强度的影响，当K2S2O8的浓度从1 mM增加到10 mM时，ECL的信号强度随之增强。当K2S2O8的浓度为10 mM时，ECL的强度比较稳定，说明参与电极反应的K2S2O8的浓度达到饱和。

4　电致化学发光法检测痕量硝基苯

以GQDs-CdSe QDs纳米复合物作为ECL的发光体，用0.5%的Nafion将GQDs-CdSe QDs修饰在工作电极上，修饰好的电极GCE/ GQDs-CdSe QDs/Nafion分别在不同浓度的硝基苯抑制5min后，ECL信号强度的变化，电极处在pH值为9.0，K2S2O8共反应剂浓度为10 mM的条件下，随着硝基苯溶液浓度的增加，ECL信号强度相应的降低，即不同浓度的硝基苯溶液对GCE/GQDs-CdSe QDs/Nafion电极有ECL信号猝灭的作用。ECL信号强度与硝基苯溶液浓度的对数呈线性关系，线性方程为。浓度范围从0 nM到0.1 nM，检测限为3 pM (S/N = 3)。

5　结语

利用碳纤维在浓硫酸和浓硝酸的强氧化条件下，合成水溶性好、稳定性好的石墨烯量子点，将石墨烯量子点与CdSe量子点进行掺杂，合成GQDs-CdSe QDs纳米复合材料，其光学特性比单独的石墨烯量子点和CdSe量子点有所提高。将其量子点修饰在玻碳电极（GCE/ GQDs-CdSe QDs）上，利用Nafion修饰GCE/GQDs-CdSe QDs电极，构建GCE/CdSe QDs/Nafion电致化学发光传感器，K2S2O8作为共反应物，通过对不同的pH和K2S2O8浓度的优化，获得ECL信号稳定的传感器，用于检测痕量硝基苯溶液，为硝基苯类爆炸物检测提供一个很好的平台。

参考文献:

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作者简介：韩丽丽(1987-)，女，安徽六安人，硕士研究生，研究方向:分析化学。