基于氮硫掺杂的石墨烯量子点电化学发光传感器的构建及检测铜离子的研究

王琪; 李超; 张召香

doi:10.19969/j.fxcsxb.20101101

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于氮硫掺杂的石墨烯量子点电化学发光传感器的构建及检测铜离子的研究

研究报告 | 更新时间：2023-02-13

- 基于氮硫掺杂的石墨烯量子点电化学发光传感器的构建及检测铜离子的研究
- Determination of Copper Ion by Electrochemiluminescence Using Graphene Quantum Dots Doped with Nitrogen and Sulfur
- 分析测试学报 2021年40卷第8期页码：1197-1202
- 作者机构：
  
  光电传感与生命分析教育部重点实验室，山东省生化分析重点实验室，青岛科技大学化学与分子工程学院，山东青岛 266042
- 作者简介：
  
  张召香，博士，副教授，研究方向：纳米技术与生化分析，E－mail： qustzhzhx@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(21105051)
- DOI：10.19969/j.fxcsxb.20101101
  中图分类号：
扫描看全文
王琪,李超,张召香.基于氮硫掺杂的石墨烯量子点电化学发光传感器的构建及检测铜离子的研究[J].分析测试学报,2021,40(08):1197-1202.

WANG Qi,LI Chao,ZHANG Zhao-xiang.Determination of Copper Ion by Electrochemiluminescence Using Graphene Quantum Dots Doped with Nitrogen and Sulfur[J].Journal of Instrumental Analysis,2021,40(08):1197-1202.
王琪,李超,张召香.基于氮硫掺杂的石墨烯量子点电化学发光传感器的构建及检测铜离子的研究[J].分析测试学报,2021,40(08):1197-1202. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.20101101.

WANG Qi,LI Chao,ZHANG Zhao-xiang.Determination of Copper Ion by Electrochemiluminescence Using Graphene Quantum Dots Doped with Nitrogen and Sulfur[J].Journal of Instrumental Analysis,2021,40(08):1197-1202. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.20101101.

摘要

石墨烯量子点（GQDs）作为一种新型的纳米材料，由于其低毒性、易于表面功能化等优点而受到广泛关注。该文通过一步溶剂热法合成了氮硫共掺杂石墨烯量子点（N，S－GQDs），与未掺杂的GQDs相比，其电化学发光（ECL）信号得到极大增强。在外电压作用下，N，S－GQDs由基态跃迁到激发态，在返回基态的过程中释放出光能。加入Cu,2+,后，Cu,2+,与N，S－GQDs发生络合作用，使可被激发的N，S－GQDs减少，ECL信号降低，Cu,2+,浓度越大，ECL降低程度越大。利用Cu,2+,对N，S－GQDs ECL信号的降低作用，以壳聚糖为连接剂，构建了用于检测铜离子的新型N，S－GQDs ECL传感器。考察了缓冲溶液种类与pH值，共反应剂, $S_{2} O_{8}^{2 -}$ ,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37286518&type=,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37286516&type=,7.28133297,3.47133350,浓度对ECL信号强度的影响。在优化条件下（60 mmol/L pH 7.5 Tris－HCl，50 mmol/L , $S_{2} O_{8}^{2 -}$ ,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37286518&type=,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37286516&type=,7.28133297,3.47133350,），Cu,2+,的线性范围为0.01～35 μmol/L，检出限为1.7 nmol/L。方法可实现对工业废水中铜离子的快速、灵敏、选择性检测。该研究为实际样品中重金属离子的快速检测做了铺垫，拓宽了纳米材料在电化学发光传感领域中的应用。

Abstract

Graphene quantum dots （GQDs） are a new kind of carbon nanomaterials. GQDs display many merits such as low toxicity， rich surface grafting and have been widely concerned. In this paper， nitrogen and sulfur co-doped graphene quantum dots （N，S－GQDs） were prepared. Compared with undoped GQDs， the electrochemical luminescence （ECL） signal of N，S－GQDs was significantly enhanced. N，S－GQDs were adsorbed on the surface of the working electrode by using chitosan （CS） as a linking agent， and a new type of N，S－GQDs ECL sensor was constructed. Under the action of external voltage， N，S－GQDs transition from the ground state to the excited state， and release light energy in the process of returning to the ground state. After Cu,2+, was added， Cu,2+, specifically coordinated with groups on the surface of the N，S－GQDs to form aggregates， which reduced the N，S－GQDs that could be excited and manifested as the quenching of ECL signals. The higher the concentration of Cu,2+,， the greater the quenching degree. The quantitative detection of Cu,2+, could be realized by detecting the change of ECL signal. Under the optimal conditions， the change of ECL intensity showed a good linear relationship with Cu,2+, concentration from 0.01 to 35 μmol/L and the detection limit was calculated to be 1.7 nmol/L. This research provided a way for the rapid detection of heavy metal ions in actual samples and broadened the application of nanomaterials in the field of ECL sensing.

关键词

氮硫掺杂石墨烯量子点（N，S－GQDs）电化学发光（ECL）铜离子检测

Keywords

nitrogen and sulfur co-doped graphene quantum dots（N，S－GQDs）electrochemiluminescence（ECL）copper iondetermination

references

Santos I C， Mesquita R B， Rangel A O. Anal. Chim. Acta， 2015， 70（2）： 198－202.

Sun Y L， Cai Y N， Ren B X， Peng C F. J. Instrum. Anal.（孙亚兰，蔡伊娜，任冰雪，彭池方. 分析测试学报），2020， 39（2）： 227－232.

Zhan X F， Tang J S， Wu J， Cao Z K. J. Instrum. Anal.（占霞飞，唐建设，吴军，曹梓楷. 分析测试学报），2016， 35（11）： 1461－1465.

Liu S Y，Fu X Y， Yong Z Q， Zhang C W， Zhong Z L， Huang J， Xu X P， Yang M. China Meas. Test（刘书瑶，付晓芸，雍智全，张传维，钟卓伶，黄骏，徐小平，杨明. 中国测试）， 2021， 47（2）： 68－73，80.

Zhang Z X， Zhang C Y， Luan W X， Li X F， Liu Y， Luo X L. Anal. Chim. Acta， 2015， 888： 27－35.

Zhang Z X， Liu Y J， Wang Q. Acta Chim. Sin.（张召香，刘玉洁，王琪. 化学学报）， 2019， 77（2）： 179－183.

Faridbod F， Sanati A L. Curr. Anal. Chem.， 2019， 15（2）： 103－123.

Shao X L， Gu H， Wang Z， Chai X L， Tian Y S， Guo Y. Anal. Chem.， 2013， 85（1）： 418－425.

Li S， Li Y， Cao J， Zhu J， Fan L Z， Li X H. Anal. Chem.， 2014， 86： 10201－10207.

Chen H， Li W， Wang Q， Jin X， Nie Z， Yao S Z. Electrochim. Acta， 2016， 214： 94－102.

Qu D， Zheng M， Du P， Zhou Y， Zhang L G， Li D， Tan H Q， Zhao Z， Xie Z G， Sun Z C. Nanoscale， 2013， 5（24）： 12272－12277.

Majumder T， Dhar S， Chakraborty P， Debnath K. Nano， 2019， 14（1）： 5530－5542.

Qu C J， Zhang D B， Yang R， Hu J Y. Spectrochim. Acta A， 2018， 206： 588－596.

Li M， Xu M， Cheng Z G. Mater. Rev.（李敏，徐梦，程朝歌. 材料导报）， 2017， 31（2）： 166－169.

Bakhsh E M， Khan S B， Marwani H M， Danish E Y， Asiri A M. J. Ind. Eng. Chem.， 2019， 73： 118－127.

Lei C H， Zhang S H， Zhao S P. Int. J. Electrochem. Sci.， 2017， 12（6）： 4856－4866.

Gao B， Chen D， Gu B L， Wang T， Wang Z H， Xie F， Yang Y S， Guo Q L， Wang G. Curr. Appl. Phys.， 2020， 20（4）： 538－544.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

空间分辨测量解析三（2， 2'-联吡啶）钌（Ⅱ）电化学发光机理的研究进展

基于fl-TiO₂/Pt NPs/RuSi NPs的去氧肾上腺素电化学发光传感器的构建和应用

基于铜/银纳米簇检测铜离子的方法研究

高效液相色谱法测定化妆品中10种限用物质

ICP-OES法快速检测药品中催化剂残留的14种重金属元素