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电纺PEDOT/PVA/AgNPs纤维修饰丝网印刷碳电极用于同时电化学检测金属离子
2022/4/12 16:54:40 admin

DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123253

 

在十二烷基硫酸钠存在下,通过对甲苯中的2,5-二溴-3,4-乙烯基二氧噻吩(DBEDOT)以及聚乙烯醇(PVA)和银纳米颗粒(AgNPs)水溶液进行乳液静电纺丝,随后在70℃下热处理,以通过固态聚合(SSP)将DBEDOT转化为导电PEDOT。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和热重分析对复合纤维进行表征。沉积在丝网印刷碳电极(SPCE)表面上的PEDOT/PVA/AgNPs复合纤维具有良好的电化学响应,可通过方波阳极溶出伏安法(SWASV)同时检测混合物中的重金属离子,即Zn(II)、Cd(II)和Pb(II)。在检测系统中添加Bi+3后,电极上形成的铋膜可与重金属离子还原后获得的沉积重金属有效形成合金,成功实现对剥离后的重金属离子的线性检测,对Zn(II)、Cd(II)和Pb(II)的线性范围为10-80ppb,检测限(LOD)分别为6、3和8ppb。

 

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图1.(A)PEDOT/PVA/AgNPs纤维修饰SPCE的制备,(B)金属铋合金在电极表面形成然后剥离,以及(C)通过SWASV同时电化学检测重金属离子的电化学电池装置的示意图。

 

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图2.(A)DBEDOT晶体、(B)PEDOT晶体、(C)PEDOT/PVA纤维垫和(D)PEDOT/PVA/AgNPs纤维垫的载玻片照片。

 

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图3.(A)PVA纤维、(B)PEDOT/PVA纤维和(C)PEDOT/PVA/AgNPs纤维沉积在SPCE上的SEM显微照片。以及(D)PVA/AgNPs纤维和(E)PEDOT/PVA/AgNPs纤维的TEM显微照片。

 

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图4.(A)裸SPCE和电纺纤维修饰SPCE的循环伏安图,(B)不同电极对K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]的电流响应,(C)在SWASV分析中,使用电纺纤维修饰SPCE作为工作电极对80ppb Zn(II)、Cd(II)和Pb(II)进行检测的阳极峰。

 

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图5.(A)添加300ppb Bi(III)后,使用PEDOT/PVA/AgNPs纤维修饰SPCE作为工作电极对10-80ppb浓度范围的(B)Zn(II)、(C)Cd(II)和(D)Pb(II)进行SWASV分析的阳极峰和校准曲线。

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