镉污染红壤的钝化剂筛选及钝化效果

选择合适的钝化剂对镉(Cd)污染红壤修复极为重要。从化学形态角度研究了碳酸钙、硅酸钙、磷酸二氢钙和硫化钠4种常规钝化剂对Cd污染红壤中Cd的钝化效果,并利用盆栽试验从生物有效性角度对不同钝化剂如何影响小麦地上部生物量、籽粒产量和籽粒中Cd含量进行研究。结果表明,在土壤中添加碳酸钙、硅酸钙和硫化钠均使土壤pH值上升,而添加磷酸二氢钙则使土壤pH值下降。当钝化剂添加比例大于0.5%时,硅酸钙和硫化钠处理土壤pH值高于8.5,添加磷酸二氢钙的土壤pH值低于6.0,均超出小麦适宜生长pH范围,而添加碳酸钙的土壤pH值则稳定在7.6左右。按0.5%比例添加钝化剂后,从土壤Cd的化学形态变化来看,4种钝化剂对Cd的钝化效果由大到小依次为碳酸钙、磷酸二氢钙、硫化钠和硅酸钙,其中,碳酸钙对土壤中Cd钝化率最高,达到10.61%。磷酸二氢钙和碳酸钙可明显提高小麦地上部生物量和籽粒产量,添加硅酸钙对两者的影响较弱,添加硫化钠则强烈地抑制了小麦的正常生长。按0.5%比例分别添加磷酸二氢钙、碳酸钙和硅酸钙处理小麦籽粒Cd含量比对照分别降低32%、27%和19%,3个处理小麦籽粒Cd含量均符合GB 2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求。在盆栽条件下,综合考虑钝化剂对土壤pH值和Cd钝化率的影响,以0.5%碳酸钙作为Cd污染红壤的钝化剂较好。

基于柱芳烃功能化金纳米材料和花状BiOBr异质结的构筑及其对咖啡酸的光催化

目的:本研究通过水热法合成了花状溴氧化铋(BiOBr)和金纳米粒子(Au NPs),利用超声复合法制备Au@WP5 (水溶性柱[5]芳烃)功能化BiOBr复合材料(Au@WP5/BiOBr),将其应用与对咖啡酸的超灵敏性检测。在可见光照射下,Au@WP5/BiOBr检测咖啡酸时有显著的光电流响应,这主要是由于在可见光照下WP5和咖啡酸之间的主客体络合可提高咖啡酸分子在Au@WP5/BiOBr上的吸附,Au NPs产生的局域表面等离子效应(LSPR)、BiOBr产生的光生空穴可以加速咖啡酸分子的氧化,同时产生的高浓度的高能载流子既可以抑制电子–空穴对的复合又能提高氧化峰电流,最终实现对咖啡酸的超灵敏性检测。该光电传感器检测咖啡酸时的浓度范围在1.74~190 μmol/L之间,检出限为0.58 μmol/L,表明Au@WP5/BiOBr对咖啡酸具有较好的催化效果。该光电化学传感器具有高效、响应迅速和重复性好等优点,对酚类化合物的检测具有重要意义,在生物小分子光催化方面具有广阔的应用前景。

基于Bi@BiOCl/MWNTs的光电化学传感器超灵敏地检测对乙酰氨基酚

目的:本研究通过水热法合成了均匀的Bi@BiOCl微球,结合多壁碳纳米管(MWNTs),制备了Bi@BiOCl/ MWNTs材料,将其应用于对乙酰氨基酚(AC)的特异性光电化学检测。Bi@BiOCl/MWNTs/GCE检测AC时有显著的光电流响应,这主要是由于在可见光照下,Bi与BiOCl产生光生电子(e−)空穴(h+)对,可以吸附更多的AC至电极表面并氧化,增加的光电流;而MWNTs具有较强的导电能力,传导光生电子以及AC被氧化产生的电子,阻止电子空穴对的复合,吸附更多的AC,进一步提高光电流,最终实现对AC的超灵敏性检测。该光电传感器检测AC时的浓度范围在0.5~300 μmol/L之间,检出限为0.17 μmol/L,表明Bi@BiOCl/MWNTs对AC具有较好的催化效果。该光电化学传感器具有特异性强、稳定性好和灵敏度高等优点,且对生物分子中酚类化合物的检测具有潜在的意义,期待其在生物传感器的开发中具有广阔的应用前景。

基于Au/BiOI的光电化学传感器对血清素超灵敏检测

目的:本研究通过水热法制备了尺寸均一的金纳米粒子以及碘氧化铋(BiOI)纳米花,将二者复合后(Au/BiOI)用于血清素(5-hydroxytryptamine, 5-HT)的光电化学检测。Au/BiOI检测5-HT时有显著的光电流响应,这主要是由于在可见光照下,BiOI产生光生电子(e−)-空穴(h+)对,可以吸附更多的5-HT至电极表面并氧化,增加光电流;而Au纳米粒子的局域表面等离子共振效应可以增强光电流响应;此外,Au较强的导电能力可以阻止电子–空穴对的复合,进一步提高光电流,最终实现对5-HT的超灵敏性检测。该光电传感器检测5-HT时的浓度范围在0.25~20 μM之间,检出限为0.07 μM,表明Au/BiOI对5-HT具有较好的光电化学检测效果。该光电化学传感器还拥有稳定性好和灵敏度高等优点,期待其在生物小分子的检测中具有广阔的应用前景。

Au@WP5光电化学传感器的制备及其对牛血红蛋白的分析应用

目的:本研究将水溶性柱[5]芳烃(WP5)修饰在金纳米粒子(Au nanoparticles, AuNPs)表面,作为复合材料修饰玻碳电极(GCE),建立了一种检测牛血红蛋白的光电化学传感方法。利用Au NPs在可见光照下的局域表面等离子共振效应,WP5与多巴胺(DA)的主客体络合作用,及这二者的协同作用,检测溶液中的多巴胺。由于多巴胺与牛血红蛋白(BHb)的吸附作用,向DA中依次滴加不同浓度的牛血红蛋白。随着牛血红蛋白的加入,多巴胺产生的电信号会减弱,从而达到对牛血红蛋白的间接性检测。结果表明,在牛血红蛋白的浓度为10−11~10−4 mg/mL浓度范围内,阳极峰电流密度与牛血红蛋白的浓度呈较好的线性关系,检出限为5.2 ×10−12 mg/mL (S/N = 3)。