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基于三维纳米银修饰电极的硝酸根微型传感芯片研究
  • ISSN号:0567-7351
  • 期刊名称:《化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O657.1[理学—分析化学;理学—化学]
  • 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: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课题(No.2009ZX07527-007)和国家自然科学基金(No.609710701资助项目.
中文摘要:

研制一种基于金叉指微电极阵列(IDA)的电流型硝酸根离子(NO-3)微传感电极芯片.基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)工艺制备金IDA微电极,通过电化学沉积技术在IDA微电极表面修饰三维枝状结构纳米银敏感膜,利用敏感膜对硝酸根离子良好的电催化还原性能,采用脉冲方波伏安(SWV)电化学测量方法,实现对硝酸根离子在25~1000μmol/L浓度范围内的快速检测,灵敏度达9.5 nA/(μmol/L),线性度为99.98%,检测下限为10μmol/L.考察水体中常见的NO-2,F-,3PO 4-,SO 42-,2CO3-,NH+4,Na+和K+等离子对该传感芯片的干扰性能,传感芯片表现出较好的抗干扰性能.制备的三维枝状结构纳米银修饰IDA微电极可实现水环境(pH 5.0~9.0)中NO-3的电化学检测,对应用于自然水环境中硝酸根离子的现场检测具有积极意义.

英文摘要:

A new type of micro amperometric sensing chip based on gold interdigitated microband array (IDA) electrode for trace nitrate determination was developed in this paper. The IDA as working electrode was fabricated with micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology. Three-dimensional (3D) nano-structured dendritic silver was electrochemically deposited on the IDA electrode surface, which showed superior electrocatalytic reduction of nitrate than silver nanoparticle modified IDA and regular silver wire electrode. The experiment results demonstrated that the proposed chip showed high sensitivity (9.5 nA/(μmol/L), within a concentration range of 25-1000 μmol/L (R2= 0.9998) and low detection limit (10μmol/L) using square-wave voltammetry method. Interference analysis with 8 kinds of ions (NO2^-, F^- , PO4^3- , SO4^2- , CO3^2-, NH4^+, Na^+and K^+) commonly found in surface water indicated that the micro- chips in this paper had good selectivity to NO3. It was noteworthy that the 3D nano-structured dendritic silver as sensing film modified on IDA electrode could electrochemically 'reduce nitrate at a pH range of 5.0-9.0 which is important for further study of field and real-time monitoring nitrate ions in natural water.

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期刊信息
  • 《化学学报》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院上海有机化学研究所
  • 主编:周其林
  • 地址:上海市零陵路345号
  • 邮编:200032
  • 邮箱:hxxb@sioc.ac.cn
  • 电话:021-54925085
  • 国际标准刊号:ISSN:0567-7351
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1320/O6
  • 邮发代号:4-209
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖提名奖,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:28694