Page 103 - 《精细化工》2022年第12期

第 12 期 刘耀鹏，等: 废弃花生壳活化热解炭用于检测芦丁的电化学传感 ·2469·

等量干燥花生壳按上述相同步骤进行反应和处理，得 高温条件下，无机盐（NaCl）转变为由活跃的正负
到未用熔融盐活化的花生壳热解炭（PHPC）。 离子组成的熔融状态，刻蚀了花生壳前驱体，在炭
1.3 修饰电极的制备和电化学传感器的构建 化过程中大小不一的熔融盐穿透前驱体，获得了具
GCE 均在含有 0.30、0.05 µm 抛光粉（Al 2 O 3 ） 有分级孔隙结构的炭材料 [25] 。从图 1c、d 可以看到，
的麂皮上打磨，并分别在无水乙醇、超纯水中各超 PHAPC 和 PHPC 都显示不规则形状的片层结构，而
声 10 min，备用。分别取 5 mg PHAPC 和 PHPC 于 PHAPC 的炭层较薄，进一步证明 NaCl 高温熔融后
[3]
0.5 mL DMF 中，超声 2 h 制成分散液；然后，用移 可以刻蚀炭材料 。
液枪取 5 μL 分散液滴涂在 GCE 表面，在 120 ℃下
真空干燥 20 min，将其分别命名为 PHAPC/GCE 和
PHPC/GCE。以 PHAPC/GCE 或者 PHPC/GCE 为工
作电极、甘汞电极（SCE）为参比电极、铂电极为对
电极，在室温下采用三电极体系构建电化学传感器。
1.4 材料表征测试、电化学性能测试、检测条件优
化和芦丁的检测
SEM 测试：工作电压为 15 kV。TEM 测试：工
作电压为 200 kV。XRD 测试：工作电压为 40 kV、
工作电流为 30 mA，扫描速率为 8 (°)/min。XPS 测
试：X 射线 Al K  。N 2 吸附-脱附等温线和孔径分布

测试：采用全自动比表面积和孔径分析仪测试，吸 图 1 PHPC（a）和 PHAPC（b）的 SEM 图；PHPC（c）
附气体为 N 2 ，用 Brunauer-Emmett-Teller（BET）法 和 PHAPC（d）的 TEM 图
测得对应数据。 Fig. 1 SEM images of PHPC (a) and PHAPC (b); TEM
images of PHPC (c) and PHAPC (d)
采用循环伏安法（CV）和电化学交流阻抗（EIS）
对各个电极（GCE、PHPC/GCE 和 PHAPC/GCE） 图 2 为花生壳热解炭的 N 2 吸附-脱附等温线和
在含有 0.1 mol/L KCl 的 0.05 mol/L Fe[(CN) 6 ] 3–/4– 溶 孔径分布图。
液〔是由铁氰化钾（K 3 [Fe(CN) 6 ]）和三水合亚铁氰
化钾（K 4 [Fe(CN) 6 ]•3H 2 O）组成〕中进行电化学行
为测试。CV 测试的电位范围为–0.1~0.6 V。EIS 测
试的测试电位为开路电位，测试频率范围为 0.01~
5
1.0×10 Hz，振幅为 0.005 V。
采用微分脉冲伏安法（DPV）考察了电解液 pH
对传感器响应电流的影响。以 PHAPC/GCE 为工作
电极，以含有 10 µmol/L 芦丁的不同 PBS（pH=2.0~7.0）
为支持电解液。通过 CV 法研究不同扫描速率对
PHAPC/GCE 中芦丁电化学响应的影响。电位范围
为 0.3~0.7 V，在含有 10 µmol/L 芦丁的 PBS（pH=3.0）
中考察不同扫描速率（20~300 mV/s，步长为 20 mV/s）
的影响。
采用微分脉冲伏安法（DPV）进行芦丁的定量
分析。电解液为 pH=3.0 的 PBS，测试条件：电位范
围为 0.3~0.7 V，振幅为 0.05 V，脉冲宽度为 0.05 s。

2 结果与讨论

2.1 PHAPC 的表征
材料的微观形貌和内部结构采用 SEM 和 TEM
图 2 PHPC 和 PHAPC 的 N 2 吸附-脱附等温线（a）和孔
进行了表征，结果见图 1。从图 1a、b 可以发现，
径分布图（b）
与 PHPC 相比，PHAPC 具有三维多孔结构，且存在 Fig. 2 Nitrogen adsorption-desorption isotherms (a) and
一定量大小不一、分散不均的孔隙结构，这说明在 pore size distribution (b) of PHPC and PHAPC