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基于铜纳米簇的硝酸根微传感器的研究
  • ISSN号:0253-3820
  • 期刊名称:《分析化学》
  • 时间:0
  • 分类:O484.1[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室,北京100080, [2]中国科学院研究生院,北京100080
  • 相关基金:本文系国家重点基础研究发展计划(973计划,No.2009CB320300),国家水体污染控制与治理科技重大专项(No.2009ZX07527-007)和国家自然科学基金(No61072023)资助项目
中文摘要:

基于循环伏安扫描(CV)的电化学沉积方法制备出多孔性纳米簇状结构铜膜,结合采用微机电系统(Microelectro mechanical systems,MEMS)技术制备的微电极芯片,研制出用于NO3^-检测的安培型微传感器。考察该微传感器对N03的响应性能,在6.25~300μmol/L浓度范围内,灵敏度为0.0526μA/(μmol/L),线性度99.93%;在300~3500μmol/L浓度范围内,灵敏度为0.0353μA/(μmol/L),线性度99.18%。与文献报道相比,该传感器表现出更高的灵敏度。考察水体中常见的NO2,CI^-,HPO4^3-/PO4^2-,SO4^2-,HCO3^-/CO3^2-,Na^+和Ka^+等离子对该传感器的干扰性能,传感器表现出较好的抗干扰性能。采用该微传感器对实际水样进行测试,测试结果与具有权威资质的测试公司的测试结果之间具有一定的相关性。实验结果表明,采用循环伏安沉积方法在微电檄表面制备的纳米簇状结构的铜敏感膜,比表面积大,催化活性高,对NO3^-表现出了很好的敏感特性和选择性,适用于对微量NO3^-的检测。

英文摘要:

A method based on cyclic voltammetry to modify the sensing surface to be macroporous copper nano-clusters was developed and for the detection of nitrate in a micro amperometric electrode, which was an electrochemical system composed of two-electrode system and fabricated based on Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) technology. The experiment results demonstrate that this method as a controllable and convenient manipulation can effectively modify the surface of the working electrode for further nitrate determination more rapidly with less consumption of reagent, and enhance the sensitivity of the electrode. The experimental results reveal that under the optimal experimental conditions microelectrode surface modified by cyclic voltammetry electrodeposition was macroporous and had a larger effective surface area, which shows marked sensitivity and selectivity for nitrate ions within the concentration range from 6. 25 to 3500 μmol/L(6. 25-300 μmol/L yielded straight lines. y1=-0.0526x-3. 905, R1^2= 0. 9993, while in the range of 300 3500μmol/L yielded straight lines: y^2 = 0. 0353x-13. 653, R2^2=0. 9918). Interference analysis with 9 kinds of ions (N(NO2^-, CI^- , HPO4^2- / PO4^3, SO4^-, HCO3^-/CO3^2- , Na^+ and K^+ ) commonly found in groundwater indicates that only NO2^- cause reasonable interference. These electrodes were applied to detect nitrate concentration in water samples from lake and river. The test results using these microelectrodes was consistent with the concentration given in the certificate of qualified water quality detection institute. This work is potential to develop a portable, cost-effective and accurate microsensor for real-time sensing of nitrate ions.

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期刊信息
  • 《分析化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院长春应用化学研究所
  • 主编:杨秀荣
  • 地址:长春市人民大街5625号
  • 邮编:130022
  • 邮箱:fxhx@ciac.ac.cn
  • 电话:0431-85262017
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3820
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1125/O6
  • 邮发代号:12-6
  • 获奖情况:
  • 1999获首届国家期刊奖,2000年获中国科学院优秀期刊特别奖,2001年入选中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:52455