Sensor fotoelectroquímico basado en dióxido de titanio/nanotubos de carbono para la detección rápida de clorofila

DU Xin-yue ,  

LIU Hao ,  

XIONG Cheng-Yi ,  

ZHANG Xiu-Hua ,  

CHEN Miao-Miao ,  

摘要

Este estudio tiene como objetivo construir un sensor fotoelectroquímico (PEC) con una sonda fotoactiva basada en dióxido de titanio/nanotubos de carbono (TiO2/CNTs) para la detección rápida y cuantitativa de la clorofila (Chl) en plantas. La sonda compuesta TiO2/CNTs fue preparada mediante mezcla ultrasónica, y se investigaron la morfología, estructura y la respuesta de la corriente fotoeléctrica del material compuesto TiO2/CNTs; utilizando vidrio conductor de óxido de estaño dopado con flúor (FTO) como sustrato, se modificó la sonda TiO2/CNTs preparada sobre el FTO para construir el electrodo sensor PEC. A través de la respuesta de la corriente fotoeléctrica a diferentes concentraciones de Chl, se logró un análisis cuantitativo de Chl. Los resultados muestran que la red unidimensional de CNTs se entrelaza en la superficie de múltiples partículas nanográficas esféricas de TiO2, formando una estructura compuesta continua en red. La buena conductividad de los CNTs promueve la separación y transporte de los portadores fotoinducidos en TiO2, lo que mejora la respuesta de la corriente fotoeléctrica; basado en la interacción de coordinación entre el enlace C=O en la molécula de Chl y Ti4+ en la superficie de TiO2, y la foto-sensibilización de Chl, el sensor PEC muestra una buena relación lineal para concentraciones de Chl en el rango de 10.0 a 500.0 µmol/L, con un límite de detección de 5.3 µmol/L, mostrando además una excelente selectividad, estabilidad y reproducibilidad. Este sensor PEC fue utilizado para la detección rápida del contenido de Chl en muestras reales de espinaca y se validaron los resultados comparándolos con la espectrofotometría UV-visible, mostrando buena concordancia, proporcionando así una nueva ruta técnica para la detección cuantitativa rápida de la clorofila en plantas.

关键词

clorofila; dióxido de titanio; nanotubos de carbono; detección fotoelectroquímica

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