空心球状碳纳米管-MXene-钴复合物对硝基芳烃化合物的电化学检测  

Electrochemical Detection of Nitroaromatic Compounds Using Hollow Spherical Carbon Nanotube-MXene-Cobalt Composites

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作  者:刘雨 李厚燊 姚庆双 李佩瑶 孙义民[1] LIU Yu;LI Houshen;YAO Qingshuang;LI Peiyao;SUN Yimin(Hubei Provincial Key Laboratory of Plasma Chemistry and New Materials,Wuhan Institute of Technology,Wuhan,430205;Key Laboratory for Green Chemical Process of Ministry of Education,School of Chemical Engineering and Pharmacy,Wuhan Institute of Technology,Wuhan,430205)

机构地区:[1]武汉工程大学,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,湖北武汉430205 [2]武汉工程大学化工与制药学院,绿色化工过程教育部重点实验室,湖北武汉430205

出  处:《分析科学学报》2024年第3期277-285,共9页Journal of Analytical Science

基  金:国家自然科学基金青年项目(No.51504168);武汉工程大学研究生教育创新基金(CX2022222)。

摘  要:本文通过超声喷雾热解法一步制备出Co空心球(Co hollow sphere, Co HS),然后通过浸渍法将MXene纳米片包覆其上,制得MXene/Co空心球。采用化学气相沉积法,以乙炔作为碳源,氢气作为还原气体,在Co HS的催化作用下在其表面生长碳纳米管(Carbon nanotubes, CNT),成功制备出CNT-MXene/Co空心球复合材料(CNT-MXene/Co HS)。将此电极材料修饰到玻碳电极表面可实现对硝基芳烃化合物的精准电化学检测。结果表明,CNT-MXene/Co HS修饰电极对4-硝基苯酚(4-NP)、2,4-二硝基甲苯(DNT)、间二硝基苯(DNB)、1-氯-2,4-二硝基苯(Cl-DNB)和间硝基苯(TNB)的检出限(S/N=3)分别为6.6、11.6、10.9、10.7和21.4 nmol·L^(-1)。本方法具有良好的抗干扰能力,在环境监测及水样分析领域具有极大的应用前景。In this paper,hollow Co spheres(Co HS)were one-step synthesized by ultrasonic spray pyrolysis,then MXene nanosheets were subsequently coated on their surface to get MXene/Co HS through immersion.Under the catalysis of Co HS,carbon nanotubes(CNT)were grown on the surface of MXene/Co HS to get CNT-MXene/Co hollow sphere composite(CNT-MXene/Co HS)through chemical vapor deposition(CVD)with acetylene as the carbon source and hydrogen as the reducing gas.By modifying glassy carbon electrode with CNT-MXene/Co HS,precise electrochemical detection of nitroaromatic compounds could be achieved.The results showed that the detection limits of CNT-MXene/Co HS-modified electrodes for 4-NP,DNT,DNB,Cl-DNB and TNB were 6.6 nmol·L^(-1),11.6 nmol·L^(-1),10.9 nmol·L^(-1),10.7 nmol·L^(-1) and 21.4 nmol·L^(-1)(S/N=3),respectively.In addition,the electrode also exhibited good anti-interference ability,hence it processes great application prospects in the field of environmental monitoring and water sample analysis.

关 键 词:MXene Co空心球 超声喷雾热解 化学气相沉积 电化学检测 硝基芳烃化合物 

分 类 号:O657.1[理学—分析化学]

 

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