Diese Studie zielt darauf ab, einen photoelektrochemischen (PEC) Sensor mit einer lichtaktiven Sonde aus Titandioxid/Kohlenstoffnanoröhren (TiO₂/CNTs) zur schnellen quantitativen Bestimmung von Chlorophyll (Chl) in Pflanzen zu entwickeln. Die TiO₂/CNTs-Kompositsonde wurde durch Ultraschallmischung hergestellt, wobei Morphologie, Struktur und photoelektrische Stromantwort des TiO₂/CNTs-Komposits untersucht wurden; mit fluor-dotiertem Zinnoxid-Glas (FTO) als Substrat wurde die hergestellte TiO₂/CNTs-Sonde auf FTO modifiziert, um eine PEC-Sensor-Elektrode zu erstellen. Durch die photoelektrische Stromantwort auf unterschiedliche Chl-Konzentrationen wurde die quantitative Analyse von Chl realisiert. Die Ergebnisse zeigten, dass das eindimensionale CNT-Netzwerk auf der Oberfläche mehrerer sphärischer TiO₂-Nanopartikel ein kontinuierliches Netzwerk-Komposit bildet. Die gute Leitfähigkeit der CNTs fördert die Trennung und den Transport der photoinduzierten Ladungsträger in TiO₂ und verstärkt so die photoelektrische Stromantwort; basierend auf der koordinativen Wechselwirkung zwischen der C=O-Bindung im Chl-Molekül und Ti⁴⁺ an der TiO₂-Oberfläche sowie der Photosensibilisierung des Chl zeigt der PEC-Sensor eine gute lineare Beziehung im Konzentrationsbereich von 10,0 bis 500,0 µmol/L mit einer Nachweisgrenze von 5,3 µmol/L und weist zudem eine ausgezeichnete Selektivität, Stabilität und Reproduzierbarkeit auf. Der Sensor wurde für die schnelle Bestimmung des Chl-Gehalts in realen Spinatproben verwendet und die Ergebnisse durch einen Vergleich mit der UV-Vis-Spektrophotometrie validiert, wobei eine gute Übereinstimmung festgestellt wurde. Dieser Sensor bietet einen neuen technischen Weg zur schnellen quantitativen Bestimmung von Chlorophyll in Pflanzen.

Chlorophyll; Titandioxid; Kohlenstoffnanoröhren; photoelektrochemische Sensorik