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亚硝酸盐是一种常用的食品添加剂,具有着色、防腐的作用,广泛存在于人们日常饮食中,但摄入过量的亚硝酸盐,能导致人体中毒甚至死亡。因此建立一种简便、快速、准确的食品中亚硝酸盐检测方法具有极其重要的意义。与电化学方法相比,传统检测亚硝酸盐的方法(分光光度法和色谱法等)不仅操作复杂且费用昂贵,而电化学方法具备相对简便、快捷、经济且样品一般不需复杂预处理等优势,成为目前检测食品中亚硝酸盐最活跃的研究热点之一。 纳米材料因其纳米尺度而表现出不同于原子、分子和宏观物质的独特性质,如量子尺寸效应、表面与界面效应、宏观量子隧道效应等,正是这些与众不同的独特性质,使得纳米材料呈现出一系列常规材料所不具备的力学、热学、光学、电学、磁学等物化性能。量子点(quantum dots,QDs)作为新型纳米材料,将量子点应用于电化学传感器的构建,能极大的增加修饰电极的活性面积,增大电化学响应信号,同时提高检测灵敏度,是量子点最具潜力的应用领域之一。本文研究了将新型纳米材料CdTe量子点引入纳米碳材料中来构建新型的电化学传感器,并应用于亚硝酸盐的电化学分析检测中,主要内容分为以下三个部分: 1、采用绿色、经济的水相法制备出巯基乙酸(TGA)包裹的CdTe量子点(TGA-CdTe QDs),制备出的TGA-CdTe量子点的粒径大小平均为3nm,在380 nm激发光下的荧光发射峰峰型窄而对称,而且没有长波拖尾现象,其半峰宽25nm变化到50nm,同时该TGA-CdTe量子点在水溶液中具有良好分散性能和稳定性,能修饰其它材料用于下一步电化学传感器的构建。 2、以石墨烯纳米材料作为载体,天然高分子壳聚糖(chitosan)作为连接剂,通过其长链结构上的氨基基团静电吸附负电荷的TGA-CdTe量子点,将TGA-CdTe量子点负载到石墨烯表面上,成功制备出Gr-chitosan-CdTe复合纳米物,并基于该复合物,进一步构建出GCE/Gr-chitosan-CdTe/PVP修饰电极。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一种良好的成膜剂,能提高修饰电极膜的稳定性和重现性。相对于未修饰CdTe量子点的GCE/Gr-chitosan/PVP电极活性表面积为0.234 cm2,GCE/Gr-chitosan-CdTe/PVP的活性表面积为0.377 cm2,提高了约1.5倍,对亚硝酸盐具有更高的电化学催化活性。结合差分脉冲伏安法和GCE/Gr-chitosan-CdTe/PVP修饰电极,在2-100μmol L-1浓度范围内,与亚硝酸盐的氧化峰电流响应信号呈良好的线性关系,检测限为0.89μmol L-1。将该方法进一步用于酱腌菜样品中亚硝酸盐的实际检测中,取得了比较满意的结果。 3、结合滴涂法和自组装技术构建了CdTe-CTAB/C S-MWCNTs/GCE修饰电极,并采用扫描电子显微镜(SEM)、交流阻抗法、循环伏安法对CdTe-CTAB/CS-MWCNTs/GCE复合物及其修饰电极进行了表征。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)这一正电荷小分子表面活性剂的引入,能通过疏水作用吸附在碳纳米管结构表面上,弥补可能由壳聚糖这一高相对分子质量材料所带来的空间位阻效应,同时其带电荷的链头能吸附更多数量的TGA-CdTe量子点到复合纳米材料中。实验结果表明,CTAB的引入显著改善了电极的表面性能,亚硝酸盐在所构建出的CdTe-CTAB/CS-MWCNTs/GCE修饰电极上具有更高的响应信号和更低的出峰电位。结合方波伏安法,在1-100μmol L-1和100-600μmol L-1范围内与所测定的亚硝酸盐氧化峰电流信号有两段良好线性关系,检出限为0.30μmol L-1。此外,将该修饰电极用于酱腌菜样品中亚硝酸盐含量的测定,与国标方法测定的结果相比误差较小,得到较满意的效果。