石墨烯/鉍復(fù)合膜修飾玻碳電極檢測(cè)板藍(lán)根中的鉛和鎘

吳敏等

關(guān)鍵詞 石墨烯； 鉍膜； 鉛； 鎘； 化學(xué)修飾電極

1 引 言

重金屬離子，如Cd， Pb， Hg， Cr以及類(lèi)金屬As等，進(jìn)入人體后，能與體內(nèi)有機(jī)成分結(jié)合成金屬絡(luò)合物或金屬螯合物，從而對(duì)人體器官、組織產(chǎn)生危害[1～3]。作為傳統(tǒng)中醫(yī)藥特有藥物的中草藥，隨著環(huán)境污染的日益增重，普遍面臨著重金屬離子超標(biāo)的窘境[4]。中草藥的重金屬污染主要來(lái)源于其生長(zhǎng)的地理環(huán)境、加工炮制、提取溶媒、工藝設(shè)備以及接觸器皿等方面[5]。中草藥中的重金屬離子的超標(biāo)，造成我國(guó)中草藥質(zhì)量嚴(yán)重下降，不僅影響傳統(tǒng)中醫(yī)的有效傳承，而且阻礙了中草藥現(xiàn)代化及出口，部分國(guó)家已對(duì)中成藥中重金屬離子含量做出了限制，因此迫切需要建立靈敏、快速、高效地檢測(cè)中草藥中重金屬離子含量的方法[6，7]。

目前，用于痕量重金屬檢測(cè)的方法主要有原子吸收光譜、原子熒光光譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、紫外可見(jiàn)分光光度法等[8]。這些方法所需儀器一般較昂貴，運(yùn)行費(fèi)用高，需要具備熟練的操作經(jīng)驗(yàn)和足夠的工作空間[9～11]。有些方法的前處理過(guò)程復(fù)雜，不能進(jìn)行多組分或多元素分析，或者因干擾而無(wú)法測(cè)定[12]。相對(duì)于傳統(tǒng)的分析手段，電化學(xué)傳感方法具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、無(wú)需復(fù)雜前處理、成本較低等優(yōu)勢(shì)，因此，開(kāi)發(fā)檢測(cè)重金屬離子的電化學(xué)傳感方法具有比較重要的意義[13～15]。石墨烯是2004年被發(fā)現(xiàn)的一種新型二維平面碳納米材料，其特殊的單原子層結(jié)構(gòu)賦予其獨(dú)特、優(yōu)良的理化特性。石墨烯具有良好的電化學(xué)傳導(dǎo)性能、比碳納米管更高的比表面積[16，17]，在電化學(xué)傳感器中具有重要的應(yīng)用前景，是當(dāng)前的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域[18，19]。許多文獻(xiàn)報(bào)道了將石墨烯用于重金屬的檢測(cè)，如唐逢杰等用石墨烯修飾鉑電極傳感器測(cè)定水中微量重金屬鎘和鉛，取得了比較好的效果[20]；Wang等利用石墨烯修飾電極測(cè)定Cu2+、Pb2+ 和Cd2+，檢出限低，重現(xiàn)性好[21]。

本實(shí)驗(yàn)采用石墨烯修飾玻碳電極（GRGCE），一次性將金屬Bi和重金屬Pb2+ 和Cd2+電沉積到GRGCE上， 最后用陽(yáng)極溶出法測(cè)定Pb2+ 和Cd2+，具有較好的靈敏度和穩(wěn)定性。用本方法測(cè)定板藍(lán)根中的Pb2+ 和Cd2+，結(jié)果令人滿(mǎn)意。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

CHI 660E型電化學(xué)工作站（上海辰華儀器公司）；JEM2100透射電子顯微鏡（TEM，日本電子公司）。實(shí)驗(yàn)采用三電極系統(tǒng)：工作電極為玻碳電極（GCE，φ=3 mm）或修飾電極，參比電極為飽和甘汞電極，輔助電極為鉑絲。

石墨粉（純度>95%）、硝酸鉍、N，N二甲基甲酰胺（DMF）、CdCl2、Pb（NO3）2均購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（上海），純度均為分析純。所用水為超純水（電阻率≥18.25 MΩ·cm，美國(guó)Millipore公司超純水儀），0.1 mol/L醋酸緩沖溶液用HAc和NaAc配制，并用0.1 mol/L NaOH或HAc調(diào)節(jié)pH值。所用試劑均為分析純。

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