[0021] 现在结合具体实施例对本发明做进一步说明,以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0022] 实施例一:
[0023] 制备壳聚糖-石墨烯量子点纳米复合材料包括以下几个步骤:
[0024] (1)称取2.0g柠檬酸研磨成白色粉末后加入10mL坩埚中,用程控箱式电炉在200℃条件下加热反应0.5h。反应结束后,取出固体样品,加入10mL超纯水,超声溶解。待产物充分溶解后,抽滤得黄色透明溶液,常温下避光保存。
[0025] (2)配置浓度为2mg/mL的壳聚糖溶液,将壳聚糖粉末溶解于0.1M的醋酸溶液中,搅拌溶解后,逐滴加入2mg/mL石墨烯量子点溶液,反应过程中持续搅拌,滴加氢氧化钠溶液至pH为4.5,析出黄色固体沉淀物为壳聚糖-石墨烯量子点纳米复合材料,冷冻干燥24小时。通过静电自组装法制备所得壳聚糖-石墨烯量子点纳米复合材料拥有较大比表面面积,可从附图1看出其蓬松多孔的结构。此外,通过附图2的透射电镜图可以看出,石墨烯量子点作为纳米填充材料均匀的分散在壳聚糖基体中。该纳米复合材料拥有较好的类似海绵状的形貌,适合滴涂于电极表面对金属离子进行检测。
[0026] 实施例二:
[0027] 壳聚糖-石墨烯量子点/铋膜修饰电极对Zn2+、Cd2+和Pb2+实施同时检测包括以下几个步骤:
[0028] (1)将石墨烯量子点-壳聚糖复合材料超声分散于超纯水中,用移液枪移取5μL(2mg/mL)的分散液滴涂于玻碳电极表面,在室温下干燥1h。
[0029] (2)本实验使用方波溶出伏安法(SWSV)测定水中的Zn2+、Cd2+和Pb2+。实验采用三电极体系,其中工作电极为壳聚糖-石墨烯量子点复合材料修饰玻碳电极(直径3mm),铂片为辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极的三电极体系。将壳聚糖-石墨烯量子点纳米复合材料修饰电极置于20mL 0.1mol/L NaAc-HAc缓冲溶液(pH=5.5)中(含1000μg/L的Bi3+),并在此缓冲溶液中加入一定待测浓度Zn2+、Cd2+和Pb2+(300μg/L),-1.5V电位下搅拌并富集600s,静止15s后,使用SWSV(-1.4~-0.3V)对Zn2+、Cd2+和Pb2+的溶出峰电流进行记录。其中,三种离子检测浓度范围为50~450μg/L,锌离子线性回归方程为I=0.01425C+0.03055,检测限为8.84μg/L;镉离子线性回归方程为I=0.05574C+0.27507,检测限为1.99μg/L和铅离子线性回归方程为I=0.0465C+0.48815,检测限为3.10μg/L(S/N=3)。五次实验相对标准偏差分别为锌离子、镉离子和铅离子分别是4.2%、3.7%和4.8%。
[0030] 对比例一:
[0031] 石墨烯量子点/铋膜修饰电极对Zn2+、Cd2+和Pb2+实施同时检测包括以下几个步骤:
[0032] (1)称取2.0g柠檬酸研磨成白色粉末后加入10mL坩埚中,用程控箱式电炉在200℃条件下加热反应0.5h。反应结束后,取出固体样品,加入10mL超纯水,超声溶解。待产物充分溶解后,抽滤得黄色透明溶液,常温下避光保存。将石墨烯量子点用移液枪移取5μL(2mg/mL)的分散液滴涂于玻碳电极表面,在室温下干燥1h。
[0033] (2)本实验使用方波溶出伏安法(SWSV)测定水中的Zn2+、Cd2+和Pb2+。实验采用三电极体系,其中工作电极为石墨烯量子点修饰玻碳电极(直径3mm),铂片为辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极的三电极体系。将石墨烯量子点修饰电极置于20mL 0.1mol/L NaAc-HAc缓冲溶液(pH=5.5)中(含1000μg/L的Bi3+),并在此缓冲溶液中加入一定待测浓度2+ 2+ 2+
Zn 、Cd 和Pb (300μg/L),-1.5V电位下搅拌并富集600s,静止15s后,使用SWSV(-1.4~-
0.3V)对Zn2+、Cd2+和Pb2+的溶出峰电流进行记录。实验结果表明(图4),单一石墨烯量子点修饰电极(曲线a)对金属离子的检测效果明显低于壳聚糖-石墨烯量子点/铋膜修饰电极(曲线d)。
[0034] 对比例二:
[0035] 壳聚糖/铋膜修饰电极对Zn2+、Cd2+和Pb2+实施同时检测包括以下几个步骤:
[0036] (1)配置浓度为2mg/mL的壳聚糖溶液,将壳聚糖粉末溶解于0.1M的醋酸溶液中,搅拌溶解后,滴加氢氧化钠溶液至固体沉淀物析出,冷冻干燥24小时。将壳聚糖超声分散于超纯水中,用移液枪移取5μL(2mg/mL)的分散液滴涂于玻碳电极表面,在室温下干燥1h。
[0037] (2)本实验使用方波溶出伏安法(SWSV)测定水中的Zn2+、Cd2+和Pb2+。实验采用三电极体系,其中工作电极为壳聚糖电极(直径3mm),铂片为辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极的三电极体系。将壳聚糖分散液用移液枪移取5μL(2mg/mL)的分散液滴涂于玻碳电极表面,在室温下干燥1h。将壳聚糖修饰电极置于20mL 0.1mol/L NaAc-HAc缓冲溶液(pH=5.5)中(含1000μg/L的Bi3+),并在此缓冲溶液中加入一定待测浓度Zn2+、Cd2+和Pb2+(300μg/L),-1.5V电位下搅拌并富集600s,静止15s后,使用SWSV(-1.4~-0.3V)对Zn2+、Cd2+和Pb2+的溶出峰电流进行记录。实验结果表明(图4),单一壳聚糖修饰电极(曲线b)对金属离子的检测效果明显低于壳聚糖-石墨烯量子点/铋离子复修饰电极(曲线d)。对比例三:
[0038] 壳聚糖-石墨烯量子点(无铋膜修饰电极)对Zn2+、Cd2+和Pb2+实施同时检测包括以下几个步骤:
[0039] (1)将石墨烯量子点-壳聚糖复合材料超声分散于超纯水中,用移液枪移取5μL(2mg/mL)的分散液滴涂于玻碳电极表面,在室温下干燥1h。
[0040] (2)本实验使用方波溶出伏安法(SWSV)测定水中的Zn2+、Cd2+和Pb2+。实验采用三电极体系,其中工作电极为壳聚糖-石墨烯量子点复合材料修饰玻碳电极(直径3mm),铂片为辅助电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极的三电极体系。将壳聚糖-石墨烯量子点纳米复合材料修饰电极置于20mL 0.1mol/L NaAc-HAc缓冲溶液(pH=5.5)中(不含Bi3+),并在此缓2+ 2+ 2+
冲溶液中加入一定待测浓度Zn 、Cd 和Pb (300μg/L),-1.5V电位下搅拌并富集600s,静止
15s后,使用SWSV(-1.4~-0.3V)对Zn2+、Cd2+和Pb2+的溶出峰电流进行记录。实验结果表明(图4),无铋膜的壳聚糖-石墨烯量子点复合材料修饰电极(曲线c)对金属离子的检测效果明显低于壳聚糖-石墨烯量子点/铋离子修饰电极(曲线d)。
[0041] 本发明以壳聚糖-石墨烯量子点复合材料修饰电极结合铋膜用电化学法同时检测Zn2+、Cd2+和Pb2+,相比于其他检测手段,制备方法简便易行,制备过程环保无污染,且壳聚糖-石墨烯量子点/铋膜修饰电极对于Zn2+、Cd2+和Pb2+可以实现同时且高灵敏检测。