雙酚 A(BisphenolA,BPA)是聚碳酸酯(PC)塑料生產的重要化工原料之一,它也是一種內分泌干擾 物質,可以使人體內的荷爾蒙含量降低,對人體產生不良影響??茖W研究發(fā)現(xiàn),BPA 具有一定的細胞 毒性和致畸性,心臟病、糖尿病等疾病患病幾率與暴露在高濃度 BPA 環(huán)境中的時間密切相關。
1 實驗部分
1.1 儀器及試劑
CHI660D型電化學工作站(上海辰華儀器公司);昆山舒美KQ2200型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);YP1002型電子天平(上海舜宇恒平科學儀器有限公司);pHS-3E 型數(shù)字式酸度計(上海儀電科學儀 器股份有限公司);ESCALAB250型 X 射線光電子能譜儀(Thermo-VGScientific)。所有實驗 均 在 室 溫 下進行。 雙酚 A(BPA)、KH2PO4(阿拉丁試劑有限公司);K2HPO4、無水乙醇、KCl(南京化學試劑有限公司); K3[Fe(N)6](江蘇永華精細化學品有限公司)。所用試劑均為分析純,實驗用水為二次蒸餾水。
1.2 N-CNTs的制備
以三聚氰胺為原料,利用化學氣相沉積法制備 N-CNTs。具體步驟為:稱取一定量的三聚氰胺,按照 三聚氰胺質量的2.0%,稱取 FeCl2·6H2O 并 溶 于 無 水 乙 醇 中,將 三 聚 氰 胺 和 FeCl2·6H2O 溶 液 混 合 均 勻,放入瓷舟中,置于管式爐中,在 N2氣氛中,于溫度500℃下反應3h,得到 N-CNTs。
1.3 修飾電極的制備
使用前,將 GCE(d=3mm)依次用2號砂紙、0.3及0.05μm 的 Al2O3 粉拋光至鏡面,然后依次在無 水乙醇與二次蒸餾水中各超聲清洗2min,最后用二次蒸餾水徹底沖洗干 凈,在 室 溫 下 晾 干 后 備 用。將 10.0mg未經任何處理的CNTs和 N-CNTs分散到二次蒸餾水中(濃度為1.0mg/mL),分別移?。担?mu;L 的 CNTs和 N-CNTs分散液 滴 涂 到 預 處 理 過 的 GCE 表 面,常 溫 下 自 然 晾 干,即 可 得 到 CNTs/GCE 和 N-CNTs/GCE。
1.4 電化學測試
電化學實驗采 用 三 電 極 體 系 在 CHI660D 電 化 學 工 作 站 上 進 行。以螺旋狀鉑絲和飽和甘汞電極 (SCE)分別作為對電極和參比電極,以裸 GCE或修飾 GCE為工作電極,以磷酸鹽緩沖溶液(PBS)作為電 解質溶液,采用循環(huán)伏安法(CV)或差分脈沖伏安法(DPV)進行掃描。在實驗前,緩沖溶液通入高純 N2 至少30min,且在實驗過程中一直保持 N2 氣氛。所有電化學實驗在23±2℃條件下進行。
2 結果與討論
2.1 N-CNTs的表征
圖1A 為制備的 N-CNTs的掃描電鏡(SEM)圖,從圖中可以明顯看出該納米材料呈現(xiàn)管狀結構,且有 明顯的竹節(jié)狀。進一步利用 X射線光電子能譜(XPS)對其表面組分進行了表征,圖1B為制備得到的納 米結構的 XPS圖,在284.6、399.8和532.7eV 處的峰分別對應于C1s、N1s和 O1s的峰,表明已成功制 備了 N-CNTs。
2.2 BPA在不同修飾電極上的電化學行為
為了實現(xiàn)對 BPA 的電化學檢測,首先考察了 BPA 在不同修飾電極上的電化學行為。
在 pH=7.5的 PBS中,BPA 在 GCE、CNTs/GCE、N-CNTs/GCE上都有明顯的氧化峰,但在 N-CNTs/GCE 上BPA 的氧化峰電位有明顯的負移,相比 CNTs/GCE 負移了16mV,相比裸 GCE 負移了31mV,有效 降低了BPA 的氧化電位。同時 N-CNTs/GCE對BPA 氧化峰電流也有明顯增加,說 明 N-CNTs/GCE對 BPA 具 有 更 高 的 電 催 化 活 性。這 可 能 是 由 于 摻 雜 N 之 后,N-CNTs為 BPA 的 氧 化 反 應 提 供 了 更 多 的 活 性 位 點,同時其更高的導電能力加快了電子傳輸速率,使 其 對 BPA 的氧化反應具有更高的電催 化 性 能。
3 結論
N-CNTs/GCE由于具有更多的活性位點和更高的導電率,使其對 BPA 的氧化反應具有更高的電催 化性能。據此構建了 BPA 的電化學檢測方法。該方法線性范圍寬,檢出限低。將該方法用于 PC塑料制 品中溶出 BPA 含量的測定,檢測過程簡便、靈敏,成本低廉,結果可靠。
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