V4+-V2O5/NC复合纳米酶制备及其可视化比色检测Mn2+的应用研究
Preparation of V4+-V2O5/NC Composite Nanozyme and Its Application in Visual Colorimetric Detection of Mn2+
- 分析测试学报 2025年44卷第11期 页码：2236-2244
- 作者机构：
苏州科技大学 环境科学与工程学院 江苏省环境科学与工程重点实验室，江苏 苏州 215009
- 作者简介：
刘婷婷，硕士，实验师，研究方向：环境监测分析技术，E-mail：liutt@mail.usts.edu.cn
- 基金信息：国家自然科学基金(22076134);江苏省科技厅重点研发项目(BE2022733);江苏省研究生实践创新计划(SJCX24_1895)
DOI：10.12452/j.fxcsxb.25011533
中图分类号： O657.3;O629.8收稿：2025-01-15，
修回：2025-03-26，
录用：2025-04-10，
纸质出版：2025-11-15
- 稿件说明：
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侯晓峰,马勤勤,沈思宇,公海龙,王学东,刘婷婷.V4+-V2O5/NC复合纳米酶制备及其可视化比色检测Mn2+的应用研究[J].分析测试学报,2025,44(11):2236-2244.
HOU Xiao-feng,MA Qin-qin,SHEN Si-yu,GONG Hai-long,WANG Xue-dong,LIU Ting-ting.Preparation of V4+-V2O5/NC Composite Nanozyme and Its Application in Visual Colorimetric Detection of Mn2+[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(11):2236-2244.
侯晓峰,马勤勤,沈思宇,公海龙,王学东,刘婷婷.V4+-V2O5/NC复合纳米酶制备及其可视化比色检测Mn2+的应用研究[J].分析测试学报,2025,44(11):2236-2244. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.25011533.
HOU Xiao-feng,MA Qin-qin,SHEN Si-yu,GONG Hai-long,WANG Xue-dong,LIU Ting-ting.Preparation of V4+-V2O5/NC Composite Nanozyme and Its Application in Visual Colorimetric Detection of Mn2+[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(11):2236-2244. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.25011533.
摘要
该研究通过煅烧法成功制备了含V
4+
的V
2
O
5
/NC复合纳米酶（V
4+
-V
2
O
5
/NC，NC为氮掺杂碳材料），并对其进行了形貌、成分及结构等表征分析。V
4+
-V
2
O
5
/NC具有丰富的多孔结构和优异的类过氧化物酶活性（POD）。V
4+
可提高V
2
O
5
/NC的催化活性，促进H
2
O
2
产生‧O
2
-
进而氧化无色3，3'，5，5'-四甲基联苯胺（TMB）生成蓝色氧化态TMB（oxTMB）。Mn
2+
加入到显色体系中会产生络合现象，使溶液由蓝色变为无色，基于此，构建了具有良好选择性和灵敏度的Mn
2+
可视化比色检测方法。结果表明，Mn
2+
浓度与652 nm处吸光度值呈线性关系，检测范围为0.01~50 µmol/L，检出限为3.3 nmol/L。该比色检测方法操作简便、成本低廉，为Mn
2+
快速检测提供了一种可行且可靠的选择。
Abstract
The objective of this study was to develop a rapid and straightforward visual colorimetric detection method for Mn
2+
. A V
4+
-incorporated V
2
O
5
/NC composite nanozyme（V
4+
-V
2
O
5
/NC，where NC represents nitrogen-doped carbon material） was successfully synthesized via a calcination process. The morphology，composition，and s
tructure of the as-fabricated V
4+
-V
2
O
5
/NC were characterized and analyzed in detail. This nanomaterial exhibited a rich porous structure and remarkable peroxidase-like activity（POD）. Notably，the presence of V
4+
significantly enhances the catalytic activity of V
2
O
5
/NC，promoting the generation of superoxide radicals（·O
2
-
） from H
2
O
2
，which subsequently oxidizes the colorless 3，3'，5，5'-tetramethylbenzidine（TMB） into blue oxidized TMB（oxTMB）. The introduction of Mn
2+
into the chromogenic system triggered complexation to convert the solution from blue to colorless. Leveraging this phenomenon，we developed a visual colorimetric detection method for Mn
2+
that offered high selectivity and sensitivity. A satisfactory linearity existed between Mn
2+
concentration and 652 nm absorbance with a linear range of 0.01-50 µmol/L and a detection limit of 3.3 nmol/L. This colorimetric approach is both simple and cost-effective，thereby providing a viable and reliable solution for rapid Mn
2+
detection.
关键词
Keywords
references
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