基于MoS2/rGO的铅离子电化学传感器研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:griffinroar
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现如今,环境污染对人类健康和生活造成了巨大的危害,尤其是水体污染中的重金属铅离子污染更是不可忽视的。虽然检测铅离子的传统方法已经取得了一些成果,但是样品处理过程复杂,仪器昂贵,且不利于现场快速检测等问题限制了传统方法的应用,与这些方法相比,电化学方法操作简便,成本低,效率高,是一种非常重要的检测重金属离子方法。本论文用MoS2/rGO(还原氧化石墨烯)和MoS2/rGO/Nafion对玻碳电极进行修饰,并使用电化学方法中的电流-时间曲线和阳极溶出方波伏安法对水中的微量铅离子进行检测,得到了最终的检测结果。本论文主要进行的工作有:(1)制备了MoS2/rGO纳米复合材料,并对MoS2/rGO材料进行了物性表征和电化学表征。通过SEM和EDS等物性表征方法证明了MoS2/rGO和MoS2材料的成功制备。在MoS2/rGO等材料的电化学表征中,通过循环伏安法和电化学阻抗谱法等电化学表征方法,发现MoS2/rGO与MoS2,rGO和裸电极相比电子转移速率最快,电化学性质最好,是一种优秀的电化学修饰材料。(2)用MoS2/rGO纳米复合材料对玻碳电极进行修饰,选择阳极溶出方波伏安法测试铅离子的峰值电流。对缓冲溶液,p H值,沉积电位和沉积时间进行优化后发现,当铅离子的浓度为1μM时,铅离子的峰值电流为112.4μA,通过对不同浓度铅离子进行峰值电流的测试并将所有的数据进行拟合后,传感器的灵敏度为54.90μA/μM,线性区间为0.5μM~1.1μM,检测限为0.060μM,线性方程为Y=57.29+54.9X,相比于其它同类型的传感器而言灵敏度更高。在抗干扰性,重复性和稳定性实验中MoS2/rGO传感器也有着较好的效果,且稳定性在40天之内误差不超过5%,相比于其它的同类研究是一个进步,为将来的实际应用提供了可行性。(3)用MoS2/rGO/Nafion对玻碳电极进行修饰,选择阳极溶出方波伏安法测试铅离子的峰值电流。对缓冲溶液,p H值,MoS2/rGO滴加量和Nafion材料的滴加量进行优化后发现,当铅离子的浓度为1μM时,铅离子的峰值电流为164.7μA,与MoS2/rGO相比有着明显的提升。通过对不同浓度铅离子进行峰值电流的测试并将所有的数据进行拟合后,最终传感器的灵敏度为48.97μA/μM,线性区间为0.5μM~1.0μM,检测限为0.041μM,线性方程为Y=114.90+48.97X,与MoS2/rGO传感器相比灵敏度有所下降。使得该传感器更适合检测水中是否存在微量的铅离子,这为将来检测水中铅离子提供了一种可靠的方案。
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