水污染物分析是水質調查的重要手段。另一方面，4-氨基酚是一種對人體有害的高危化合物，其檢測和測量對地表水和地下水水質的調查具有重要意義。本研究采用簡單的化學方法合成了石墨烯/Fe
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4納米復合材料，并用EDS和TEM對其進行了表征，結果表明，在二維還原石墨烯納米片(2D- rG -Fe
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4)表面修飾了直徑約為20 nM的納米球形Fe
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4納米顆粒。將2D-rG-Fe
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4作為碳基絲網印刷電極(CSPE)表面的優良催化劑，作為電分析傳感器用于廢水樣品中4 -氨基酚的監測和測定。結果表明，與CSPE相比，2D-rG-Fe
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4/CSPE表面4-氨基酚的氧化信號提高了4.0倍，氧化電位降低了120 mV。電化學研究表明-氨基酚在2D-rG-Fe
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4/CSPE表面具有電子和質子等值的pH依賴行為。采用方波伏安法(SWV)， 2D-rG-Fe
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4/CSPE在1.0 nM-200 μM的濃度范圍內成功地監測了4-氨基酚。最后，2D-rG-Fe
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4/CSPE對城市廢水、工業廢水和河流樣品等不同環境流體中的4-氨基酚進行了監測，回收率為97.2% ~ 104.3%，證實了2D-rG-Fe
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4/CSPE作為水質分析工具的強大能力。
圖1. 2D-rG-Fe
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4雜化納米復合材料的A)透射電鏡圖、B)能譜圖。C)CSPE和2D-rG-Fe
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4/CSPE在1.0 M含5.0 mM [Fe(CN)
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3-,-4的氯化鉀溶液中的Nyquist圖。
方案1. 4-AP的電氧化機制。
圖2. A) 2D-rG-Fe
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4催化劑濃度、B)溶液pH、C)緩沖溶液對2D-rG-Fe
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4/CSPE表面45 pM 4-AP氧化電流的影響。
圖3. 4-AP在裸CSPE(曲線a)和2D-rG-Fe
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4/CSPE(曲線b)表面氧化的DPV曲線(插圖;4-AP在裸CSPE(曲線a)和2D-rG-Fe
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4/CSPE(曲線b)表面氧化的電流密度值。
圖4. 700 μM 4-AP在2D-rG-Fe
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4/CSPE表面氧化還原反應的I vs. ?1/2圖。
圖5. 2D-rG-Fe
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4/CSPE表面700 μM 4-AP氧化的Tafel圖。
圖6. 2D-rG-Fe
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4/CSPE表面氧化4-AP的電流與4-AP濃度關系圖。
相關研究成果由天津大學環境科學與工程學院Moxi Wang和廣東工業大學土木與交通工程學院Li Feng等人于2023年發表在Chemosphere (https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138238 )上。原文：A carbon based-screen-printed electrode amplified with two-dimensional reduced graphene/Fe
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4 nanocomposite as electroanalytical sensor for monitoring 4-aminophenol in environmental fluids。
轉自《石墨烯研究》公眾號
