MOFs基电化学传感器及其重金属离子检测应用研究进展

现代工业化快速发展，重金属等环境污染严重影响公众健康和生态系统安全。基于MOFs及其复合材料的电化学传感系统是重金属污染物分析检测领域的研究热点。综述了基于MOFs及其复合材料的电化学传感器的构建及其在重金属离子检测中的应用研究进展，简要概述了MOFs材料的组成、结构、分类命名、制备技术、电化学传感优势性能等；探讨了MOFs/碳纳米材料、MOFs/金属纳米材料和MOFs/导电聚合物复合材料应用于电化学传感器的优势特性；详细讨论了MOFs基电化学传感器在Pb²⁺、Hg²⁺和Gd²⁺等重金属离子检测方面的应用研究进展；对MOFs基电化学传感器在重金属离子检测应用中的优势及存在的问题进行了分析，并对未来研究发展趋势进行了展望。     

纳米材料修饰丝网印刷电极检测重金属离子研究进展

重金属离子广泛存在于环境中,对生态系统和人体健康危害极大,开发快速、准确、灵敏、便捷的重金属离子检测方法意义重大。与传统检测方法相比,基于丝网印刷电极的电化学方法具有检测速度快、灵敏度高、选择性高、稳定性好等优点,对工作电极进行修饰可有效提升电极性能。综述了不同纳米材料修饰丝网印刷电极检测重金属离子的研究进展,系统阐述了碳纳米材料、金属纳米材料和金属氧化物纳米材料修饰丝网印刷电极的制备方法和分析性能,简单总结了检测重金属离子的线性范围、灵敏度以及传感器的优点、局限性,并对纳米材料修饰丝网印刷电极检测重金属离子的发展前景进行了展望。     

双贵金属-碳纳米材料在重金属离子检测中的应用

阐述了重金属离子的检测方法以及采用电化学检测法时可采用的各种材料,包括金属纳米材料、碳纳米材料、有机聚合物以及生物材料等。总结和展望了双贵金属材料和碳纳米材料相结合在重金属离子检测中的应用前景。     

重金属离子电化学传感器的研究进展

随着现代工业技术的发展,残留重金属离子对环境和人体健康构成的威胁愈发严重。重金属离子污染已成为全球环境面临的严峻问题。因此,重金属离子的检测具有重要性和挑战性。而重金属离子的检测已经由传统分析技术为主导方法过度到便携式传感技术和传统分析技术相辅相成的局面。早期,便携传感技术以传统传感器为主,一些功能材料、新型复合材料和纳米材料的合成及发现,使便携传感技术得以高速发展。本文介绍了早期的重金属传感器、高性能材料和纳米复合材料工作电极在重金属离子检测中的应用,以及材料的制备方法在电化学传感性能方面的应用。     

新型碳纳米材料在电化学免疫传感器的应用

近十几年来,随着免疫检测技术、传感技术和碳纳米材料合成技术的发展,碳纳米材料修饰的电化学免疫传感器得到了广泛的应用和发展。文章简述了碳纳米管、碳纳米球、石墨烯、碳纳米角和碳纳米纤维这5种新型碳纳米材料在构建电化学免疫传感器上的应用进展,并对碳纳米材料修饰的电化学免疫传感器的发展前景进行了展望。     

石墨烯材料在水中重金属检测中的应用

近几年,石墨烯及其复合材料的制备及应用受到广泛关注,在环境污染物检测方面取得了显著进展,尤其是水中重金属分析方法的研究。本文综述了各类石墨烯材料用于水中重金属离子检测的研究现状,着重分析了石墨烯改性电极的制备、性能及其电化学检测方法的机理和优缺点。发现石墨烯材料的优异电子传输性能,使其在重金属离子电化学测试方法开发方面具有天然优势,有助于实现在线、原位、实时检测水体中重金属离子;但是石墨烯改性电极研究刚刚起步,存在诸如抗干扰能力和选择性差、电极重复使用性能差、实际应用研究少等问题,有必要继续开展石墨烯修饰的新型复合电极制备,进一步提高电化学测试方法的选择性和抗干扰能力,增加电极使用寿命和非常规环境下的应用研究,拓展石墨烯基复合电极的应用范围等。     

荧光碳点在重金属离子检测方面的应用

重金属离子污染日趋严重,极大地危害了人类的身体健康,如何有效的检测重金属离子成为治理污水的当务之急。荧光碳点作为一种新型的碳纳米材料,具有荧光性质稳定、荧光强度高、低毒性和生物相容性好等特性,在检测重金属离子研究领域引起了极大的研究兴趣。本文综述了荧光碳纳米颗粒在荧光检测Hg~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)以及其他金属离子上的最新进展,并对荧光碳点的研究趋势和未来前景进行了展望。     

钛酸盐纳米材料去除水中重金属离子的研究进展

去除水中的重金属离子使受污染的水体得以修复是一项紧迫和具有挑战性的课题。钛酸盐纳米材料具有比表面积大、离子交换性能强、合成简易、价格低廉、原料来源广泛等优点,作为重金属离子的新型吸附材料,具有良好的吸附效果。综述了钛酸盐纳米材料去除水中重金属离子的研究与最近进展,系统地介绍了重金属离子的吸附效果、吸附机理和影响因素,总结了为降低成本、提高吸附容量而采取的解吸、再生、修饰手段,对该材料未来应用前景进行了展望。     

基于石墨烯纳米复合材料的重金属离子电化学传感器研究

近年来,工业快速发展使得我国水污染现象日趋严重,其中,重金属离子含量超标是造成水污染的重要原因。因此,发展简便、快速、灵敏的重金属离子检测技术非常重要。电化学检测方法具有操作简单、制备成本低、灵敏度高和易于微型化等优点,在重金属离子检测中具有重要应用价值。基于热还原氧化石墨烯(Tr GNO)-金纳米颗粒(Au NPs)复合材料构筑高性能电化学传感器平台,采用电化学方法实现对铜离子(Cu2+)的简便、快速、灵敏检测。采用透射电子显微镜和各种电化学技术对纳米复合材料及其修饰电极进行了形貌表征和电化学测试,并对材料制备和测试条件进行了优化。结果表明,通过Tr GNO与Au NPs的有效复合,所制备的纳米复合材料具有增大的电极表面积和优异的导电性,有利于提高对Cu~(2+)的电化学检测灵敏度。线性检测范围为1. 0×10~(-6)～5. 0×10~(-4)mol/L,检测限可达8. 5×10~(-7)mol/L。     

氯霉素电化学传感器检测技术的研究进展

氯霉素(CAP)是一种典型的广谱抗生素，然而其不恰当的使用对人体健康和环境安全产生显著的有害影响。电化学传感器对检测食品与环境等样品中的氯霉素残留具有重要的意义。近年来，基于碳材料、金属复合材料、金属化合物复合材料、导电聚合物和金属有机骨架(MOFs)等纳米材料已成功地用于氯霉素抗生素检测的传感材料。通过对比基于这些新型纳米材料的氯霉素电化学传感器的特征及适用范围，为氯霉素分析选择检测方法及开发更高效的检测技术提供参考。最后，总结了氯霉素电化学传感器技术目前存在的问题并对其发展前景进行了展望。     

有机聚合物和生物材料用于HMIs电化学检测的研究进展

电化学法检测重金属离子凭借快速、准确、可原位检测等独特的优势成为了一种重要的重金属离子检测手段。设计并构建修饰电极是科研工作者们重要的研究方向。通过增强修饰电极的敏感性和选择性,可以获得检测极限更低、检测范围更宽的电化学传感器。有机与生物材料由于具有丰富的富电子原子和基团可与HMIs发生配位和螯合作用,因此作为电极修饰材料而备受关注。综述了不同类型的有机与生物材料用于HMIs电化学检测,并探讨了修饰电极对HMIs检测的增强机理。     

基于薄层黑磷的电化学传感器研究进展

自2014年首次被报道以来,层状黑磷作为一种新型的二维纳米材料受到了广泛的关注与研究。层状黑磷具有比表面积大、带隙结构可调、载流子迁移率高、生物相容性好及易修饰等特点,是一类潜在的理想生物传感材料。本文将关注层状黑磷在电化学传感器中的应用,根据检测目标物的类型,对最新的研究报道进行了详细分类与讨论,主要包括气体分子、生物小分子、其他小分子、生物大分子、细胞几大类基于层状黑磷构筑的电化学传感器。重点概述了层状黑磷及其复合纳米材料的制备方法与性质,传感器的结构、工作原理与分析性能等。最后讨论了黑磷基纳米材料在电化学传感器中应用的现存问题和未来发展方向,为进一步拓展黑磷纳米材料在分析传感领域的应用提供了参考。     

纳米材料电化学传感器检测重金属的研究进展

综述了电化学传感器的原理、分类以及基于无机纳米材料、有机纳米材料修饰的电化学传感器在重金属电化学检测中的研究进展,并对其应用前景进行了展望。     

石墨烯复合功能材料及其在重金属离子检测的电化学研究与应用

石墨烯(GR)是典型的单原子碳纳米材料,具有独特的二维共辄平面结构,其高活性的比表面积和突出的导电性能,在电催化和敏感材料制备领域已得到广泛的应用。氧化石墨烯(GO)作为GR的前驱体,存在大量的含氧官能团,具有良好的水溶分散性。大量GO含氧官能团的介入会破坏其K-7T共辘结构,导致其电学性能变差。GO通过化学、水热合成或直接电化学还原方法可有效修复其共辄平面结构,得到导电性良好的还原氧化石墨烯(rGO),即GR.单组分的GR材料在实际应用中仍存在某些局限性,如电学活性相对较弱,与其它材料加工复合性能较差等。将GR、G O材料与其它功能材料进行复合,可进一步改善复合物的物理或化学性能,如分散性、加工修饰和电催化活性等。综述了石墨烯材料与金属及其氧化物纳米粒子、聚合物、掺杂原子、导电离子液体、碳纳米材料等功能材料复合后,能形成可调控的微结构,具有改性的化学性质和协同发挥的电学效应,表现出显著的电子传递能力及其功能性作用。论述了GR功能化修饰的复合材料作为敏感界面,构筑基于重金属离子检测的电化学生物传感器,可以实现对Pb2+,Hg2+,C『+等多种重金属离子的同时或分别检出,提出了GR复合制备材料的纳米结构特征、功能修饰作用对于提高传感器的电催化活性和选择性性能等方面的应用,并对该研究领域进行了总结与展望。     

碳纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用

碳纳米材料以其优异的导电特性和机械特性及极佳的生物相容性而引起研究者的极大兴趣,在电化学生物传感器的开发和研究中极具应用价值。碳纳米材料在电化学生物传感器方面的应用主要是将碳纳米材料作为传感器界面的修饰材料、生物分子的固载基质以及信号标记物等。文章综述了碳纳米材料在电化学生物传感器中的应用,并展望了未来碳纳米材料的研究方向。     

纳米材料及其三维结构修饰电极检测多巴胺的研究进展

纳米材料构建的化学修饰电极用于多巴胺电化学检测已经被广泛研究。当前电极研究策略主要为采用复合材料并构建三维结构以增大吸附表面积。本综述总结了目前常用的纳米碳修饰材料与纳米金属修饰材料,比较分析了其表面结构形貌对多巴胺吸附的影响及吸附机制,总结了目前常用的构建三维修饰电极的方法。分析结果表明,相对于一维形貌,三维形貌结构的修饰电极往往具有更好的检测能力,三维结构不仅能显著增大表面积,提供更多的吸附位点,还可能产生“薄膜效应”,该效应在一定程度上能提高响应灵敏度,但超过一定限度会减缓响应时间,第一性原理分析表明,多巴胺在纳米修饰电极材料表面的吸附机制是化学吸附。最后指出了在改进修饰电极结构设计合理性、增强抗干扰性和提高选择性,以及新的检测控制机制分析方面需要进一步研究。     

电化学检测重金属离子改性电极的研究进展

水体污染是环境污染的一个主要方式。快速、准确的检测重金属离子已经成为环境保护的一个重要的研究方向。电化学检测法凭借简便、快捷、成本低、可原位检测等特点,成为一种十分重要的重金属离子检测手段。通过改性提高电化学检测中工作电极的敏感性,使工作电极具有更低的检测极限和更宽的检测范围,是电化学法检测重金属离子的研究重点。本文综述了不同改性电极对重金属离子检测的影响,并探讨改性电极对重金属离子检测的增强机制。     

金纳米颗粒在电化学传感中的应用

介绍了金纳米颗粒的合成与表面修饰,基于其功能化电极和电化学传感器的构建,综述了金纳米颗粒在电化学传感中的应用,如用于生物小分子、重金属离子/非金属有毒物质、癌细胞的实时检测等。     

碳纳米材料促进气体水合物生成动力学研究进展

从碳纳米材料对气体水合物生成动力学影响方面进行详细综述,分别针对原始碳纳米材料、非共价修饰和共价修饰的碳纳米材料对水合物诱导时间、气体消耗量、生成速率和生长周期等参数影响展开介绍。重点分析了纳米材料添加浓度对水合物生产动力学及混合气中CO₂分离效果的影响。对非共价修饰纳米材料,分别从表面活性剂改性与聚合物改性两方面阐述了其对水合物生成动力学特性的影响。在共价修饰方面,对氧化还原修饰、纳米金属离子修饰后纳米材料的稳定性及水合物的生成特性进行了分析。提出现阶段碳纳米材料促进水合物生成的关键问题应从合成纳米材料的稳定分散性、合成材料的循环使用性能两方面进行突破的建议。     

铁基纳米材料去除水中重金属研究进展

在人类社会高速发展的同时，重金属被排入水体中造成严重的环境污染。铁基纳米材料是环境领域应用最广泛的纳米材料之一，因其反应活性高、吸附性能好、分离回收方便和反应产物环境友好等优点，在分离/固定水中重金属方面受到广泛关注。文中主要综述了铁基纳米材料对水中重金属污染修复的研究进展，总结了铁基纳米材料的制备、分类、功能化方法，探讨了铁基纳米材料去除重金属离子可能的反应机理，包括物理吸附、化学吸附、氧化/还原以及沉淀。文中对影响重金属离子去除的几个环境因素(pH、温度、共存成分)进行了总结归纳。最后，对铁基纳米材料在重金属废水处理领域中的发展前景进行了展望。