聚多巴胺-还原氧化石墨烯修饰电极同时测定邻苯二酚和对苯二酚

常凤霞*,谭 炯,张熠佳
(西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都 610041)
摘 要:制备了聚多 巴 胺-还 原 氧 化 石 墨 烯 修 饰 玻 碳 电 极 (PDA-rGO/GCE),以 此 修 饰
电 极Байду номын сангаас作 为 工 作 电 极 ,采 用 循 环 伏 安 法 (CV)对 邻 苯 二 酚 (CC)和 对 苯 二 酚 (HQ)的 电 化 学
4.0×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)分别为2.0×10-7 mol/L和
3.6×10-7 mol/L。以 所 制 备 的 修 饰 电 极 对 自 来 水 水 样 和 湖 水 水 样 进 行 了 加 标 回 收 检
测 ,回 收 率 在 97.6% ~100.6% 范 围 内 。
第 35 卷 第 6 期 Vol.35 No.6
分析科学学报 JOURNAL OF ANALYTICALSCIENCE
DOI:10.13526/j.issn.1006-6144.2019.06.023
2019 年 12 月 Dec. 2019
聚多巴胺-还原氧化石墨烯修饰电极同时 测定邻苯二酚和对苯二酚
常 凤 霞 ,等 :聚 多 巴 胺-还 原 氧 化 石 墨 烯 修 饰 电 极 同 时 测 定 邻 苯 二 酚 和 对 苯 二 酚
第 35 卷
展经济、环境友好的 GO 还原方法具有重要意义。 多巴胺(DA)具有还原性,在弱 碱 性 条 件 下 氧 化 的 过 程 中 易 聚 合,生 成 聚 多 巴 胺 (PDA)[21]。PDA 是
行为进行了研究。结果表明 CC 和 HQ 在该修饰电极上的峰电流与氧化石墨烯修饰电
极相比有了明显增高,并且它们的氧化峰电位差和还原峰电位差均超 过 110 mV,证 明
该修饰电极用于两种酚的同时检测是可 行 的。在 优 化 实 验 条 件 下,采 用 微 分 脉 冲 伏 安
法(DPV)对 CC 和 HQ 同时进行检测,CC 和 HQ 的峰电流与其浓度均 在 1.0×10-6~
收 稿 日 期 :2019-10-09 基 金 项 目 :中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 基 金 (西 南 民 族 大 学 )(No.2018NQN45) * 通讯作者:常凤霞,女,博士,研究方向:电分析化学.E-mail:changfengxia@
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第6期
关 键 词 :还 原 氧 化 石 墨 烯 ;多 巴 胺 ;邻 苯 二 酚 ;对 苯 二 酚 ;同 时 检 测
中图分类号:O657.1
文献标识码:A
文章编号:1006-6144(2019)06-841-06
邻苯二酚(Catechol,CC)是重要的化工中间体,它在橡胶、电镀、显影剂等工业中被广泛应 用 。 [1] 对 苯 二酚(Hydroquinone,HQ)是 CC 的同分异构体,也是一种重要的 化 工 原 料,它 在 显 影 剂、燃 料、阻 聚 剂、涂 料等的生产中被广泛应用[2]。CC 和 HQ 结构和性质相近,常 共 存 于 工 业 污 水 中,并 且 具 有 毒 性 及 低 降 解 性,是重要的环境污染物 。 [3] 因此,对 CC和 HQ 的高选择性、高灵敏度同时检测在环境监测和治理领域具 有重要的现实意义。目前已发展的 CC和 HQ 的检测方法包括高效液相色谱法[4]、分光光度法[5]、毛细管电 泳法[6]、化学发光法[7]等。电化学 方 法 具 有 仪 器 简 单、检 测 快 速、便 于 现 场 测 试、选 择 性 高 和 灵 敏 度 高 等 特 点[8-9]。但电化学方法同时检测 CC和 HQ 的难点在于二者的峰电位接近,信号峰易发生重叠[10],并且二者 在 电 极 表 面 的 竞 争 过 程 可 能 引 起 峰 电 流 与 浓 度 的 关 系 偏 离 线 性[11]。 因 此 对 电 极 进 行 化 学 修 饰 以 获 得 足 够 高 的峰电位差,以及良好的峰电流和浓度的线性关系,在同时检测 CC和 HQ 的研究中具有重要意义。
一种具有强吸附性、易制备、易功能化、具有良好生物相容性的多功能材料,在电化学分析领域,PDA 主要 被用于纳米材料的制备 或 提 高 修 饰 材 料 在 电 极 表 面 的 固 定 效 果 。 [22-24] 本 文 以 DA 作 为 还 原 剂,在 还 原 GO 的同时,在rGO 表面形成的 PDA 薄层,可以增加rGO 在电极表面的稳定性。将制得的 PDA-rGO 修 饰到玻碳电极(GCE)表面,实 现 了 CC 和 HQ 的 同 时 检 测。 以 此 建 立 了 温 和、简 便 的 可 同 时 检 测 CC 和 HQ 的电化学分析方法。
石墨烯(GR)独特的二维平面 结 构 赋 予 其 独 特 的 光 电 化 学 性 质 。 [12] 氧 化 石 墨 烯 (GO)一 定 程 度 上 破 坏了 GR 的高度共轭结构,但是仍保留了特殊的层状结 构 与 表 面 性 能。含 氧 基 团 的 引 入 不 仅 可 提 高 材 料 的溶解性,有效抑制 GR 团聚过程,而且可提供表面修饰活性 位 点,赋 予 材 料 更 多 的 功 能 和 性 质 。 [13] 还 原 氧化石墨烯(rGO)是 GO 的还原 产 物,其 结 构 稳 定,可 避 免 产 物 因 发 生 化 学 反 应 而 变 质[14]。rGO 具 有 高 比表面积、高化学 稳 定 性 以 及 独 特 的 电 子 和 机 械 性 能,在 电 化 学 传 感 领 域 备 受 关 注 。 [15-18] 由 GO 制 备 rGO 的方法主要有热还原法和化学 还 原 法。热 还 原 法 的 缺 点 是 耗 能 高 和 操 作 复 杂。 化 学 还 原 法 是 目 前 应用前景较好的方法,已有多种还原试剂被用于 GO 的还原,其中水合肼的应用最广泛。虽然水会肼的还 原效率高,但是其高毒性驱动了其他 GO 还 原 剂 的 研 究 。 [19] 维 生 素 C、葡 萄 糖、褪 黑 素 等 都 曾 被 用 作 GO 的还原剂。另外,水热还原、溶剂热还原、催化还原、光 致 还 原 等 方 法 也 已 被 用 于rGO 的 制 备 。 [20] 因 此 发