Capteur photoélectrochimique à base de dioxyde de titane/nanotubes de carbone pour la détection rapide de la chlorophylle

DU Xin-yue ,  

LIU Hao ,  

XIONG Cheng-Yi ,  

ZHANG Xiu-Hua ,  

CHEN Miao-Miao ,  

摘要

Cette étude vise à construire un capteur photoélectrochimique (PEC) avec une sonde photoactive à base de dioxyde de titane/ nanotubes de carbone (TiO2/CNTs) pour la détection quantitative rapide de la chlorophylle (Chl) dans les plantes. La sonde composite TiO2/CNTs a été préparée par mélange par ultrasons, et la morphologie, la structure ainsi que la réponse du photocourant du matériau composite TiO2/CNTs ont été étudiées ; en utilisant un verre conducteur à oxyde d'étain fluoré (FTO) comme substrat, la sonde TiO2/CNTs préparée a été modifiée sur le FTO pour construire une électrode de détection PEC. Par la réponse du photocourant à différentes concentrations de Chl, une analyse quantitative du Chl a été réalisée. Les résultats montrent que le réseau unidimensionnel de CNTs s'entrelace sur la surface de multiples particules nanosphériques de TiO2 pour former une structure composite en réseau continue. La bonne conductivité des CNTs favorise la séparation et le transport des porteurs photoinduits du TiO2, renforçant ainsi la réponse du photocourant ; basée sur la coordination entre la liaison C=O dans la molécule de Chl et le Ti4+ à la surface du TiO2 ainsi que sur la sensibilisation photochimique du Chl, le capteur PEC présente une bonne linéarité pour la concentration de Chl dans la plage de 10,0 à 500,0 µmol/L, avec une limite de détection de 5,3 µmol/L, tout en démontrant une excellente sélectivité, stabilité et reproductibilité. Ce capteur PEC a été utilisé pour la détection rapide du contenu en Chl dans des échantillons d'épinards réels, et les résultats ont été validés par comparaison avec la spectrophotométrie UV-visible, montrant une bonne concordance, offrant ainsi une nouvelle voie technique pour la détection rapide quantitative de la chlorophylle des plantes.

关键词

chlorophylle; dioxyde de titane; nanotubes de carbone; détection photoélectrochimique

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