石墨烯/空壳纳米金电化学传感器检测甲基对硫磷和对硫磷

摘要

有机磷农药的使用，在减少植物病虫害方面所发挥着巨大的作用，为人类的生产生活创造了可观的经济效益，使农业总产值大幅提升。但是，随着使用量和种类逐年激增，有机磷农药对社会发展的不利方面日益显现。一方面，农药经皮肤及呼吸道进入人体后，易造成急、慢性中毒以及潜在的致畸、致癌、致突变作用；另一方面，农药随着生态系统的循环不断进入大气、水、土壤等，易造成严重的环境污染问题。如今，农药的滥用所导致的食品安全问题已引起人们的广泛关注，快速、高效的农药残留检测技术的研究和应用成为一种迫切的需要。 本文基于石墨烯和空壳纳米金（HAuNPs）两种材料构建了一种用于测定甲基对硫磷和对硫磷含量的新型的电化学传感器，并进一步评价了该电化学传感器的选择性、稳定性和重复性等实验性能以及该电化学检测方法在水果、蔬菜样品中的应用性。主要的研究结果如下： （1）采用改进Hummers法制备了氧化石墨，继而用超声剥离的方式将其剥离为氧化石墨烯（GO）；采用化学还原的方式制备了空壳纳米金；采用电化学还原的方法在玻碳电极表面将氧化石墨烯还原为石墨烯（rGO），然后采用滴涂的方式将空壳纳米金涂覆于电极表面，进而构建了基于石墨烯和空壳纳米金的电化学传感器。 （2）本研究以甲基对硫磷和对硫磷两种有机磷农药为模型农药，采用循环伏安法（CV）和方波伏安法（SWV）研究了模型农药的电化学行为，并对氧化石墨烯浓度、空壳纳米金的用量、磷酸缓冲液pH值、富集电位、富集时间等实验条件进行了优化。在最优条件下，该电化学传感器对甲基对硫磷和对硫磷两种有机磷农药具有良好的线性响应。甲基对硫磷的线性范围为3.0×10-7~1.0×10-5 mol L-1，最低检出限为1.18×10-7 mol L-1 （S/N=3）。在水果样品的添加回收实验中，回收率为76.7%~106.0%；对硫磷的线性范围为1.0×10-7~5.0×10-5 mol L-1，最低检出限为2.32×10-8 mol L-1（S/N=3），在蔬菜样品中添加回收率为81.7%~112.1%。

目录

声明

符 号 说 明

1 引言

1.1 有机磷农药及其检测方法

1.2 电化学传感器及其应用

1.3 石墨烯

1.4 金纳米材料

1.5 本论文的研究内容及意义

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

3 结果与分析

3.1 电极修饰材料的表征

3.2 HAuNPs/rGO/GCE的电化学表征

3.3 实验条件的优化

3.4 甲基对硫磷和对硫磷的标准曲线绘制

3.5 HAuNPs/rGO/GCE的选择性、稳定性、重复性实验

3.6 电化学传感器的应用

3.7 HAuNPs/rGO/GCE与其他现有传感器的对比

4 讨论

4.1 HAuNPs/rGO/GCE的制备及其检测过程中影响检测效果的因素

4.2 进一步研究方向

5 结论

参考文献

致谢

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