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食品工业科技2025年第15期:多壁碳纳米管与金纳米粒子修饰纳米通道电化学传感器及其在粮食重金属检测中的应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:胡维;周玉蓉;蒋栋磊;王楠玮;张思迪;张娜;王立峰;

单位:哈尔滨商业大学食品工程学院;南京财经大学食品科学与工程学院;黑龙江东方学院食品工程学院;

摘要:本研究开发了一种基于多壁碳纳米管(MWCNTs)和金纳米粒子(AuNPs)修饰纳米通道(阳极氧化铝AAO膜)的电化学传感器,并结合丝网印刷电极(SPCE),用于粮食中痕量镉离子(Cd~(2+))和铅离子(Pb~(2+))的检测。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对AuNPs-MWCNTs@AAO膜表面形貌和结构进行了表征,同时采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)评估电化学性能。优化后的检测条件为:AAO膜超声处理10 min、缓冲溶液pH5.5、溶出电压-1.2 V、溶出时间180 s。在0.1~10.00μg/L浓度范围内,Cd~(2+)和Pb~(2+)的氧化峰电流与浓度呈现良好的线性关系,决定系数R~2分别为0.9903和0.9993,检出限分别为0.23μg/L和0.11μg/L。传感器对常见干扰金属离子具有较好的选择性,即使在其浓度为100倍时,Cd~(2+)和Pb~(2+)的电流响应变化仍不超过5%。在重复性、重现性和长期稳定性方面,传感器表现出良好的可靠性,氧化还原峰电流的相对标准偏差(RSD)分别为2.5%和2.3%。该传感器制备简便,性能可靠,能够为粮食中痕量重金属离子的检测提供有效的技术支持。

关键词:电化学传感器;;纳米通道;;多壁碳纳米管(MWCNTs);;金纳米粒子(AuNPs);;重金属离子检测;;粮食分析

基金资助:国家自然科学基金面上项目(32172297);; 重点研发计划课题(BE2023358);; 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD);; 江苏省现代农业重点项目(BE2022317,BE2023358);; 黑龙省自然科学基金项目(LH2024C072)