以城市污泥基氧化石墨烯为模拟酶比色传感检测H_(2)O_(2)

本研究构建了以城市污泥基氧化石墨烯(GO)为模拟酶的比色传感器用于定量检测H_(2)O_(2)。以城市污泥为基质利用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用GO具有过氧化物模拟酶的特性,能够催化H_(2)O_(2)与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的显色反应定量检测H_(2)O_(2)。结果显示,在最佳检测条件HAc-NaAc缓冲溶液pH 4.8、TMB溶液浓度30 mmol·L^(-1)和城市污泥基GO浓度460μg·mL^(-1)时,H_(2)O_(2)浓度在0.1~2μmol·L^(-1)和10~150μmol·L^(-1)范围内,与体系吸光度呈良好的线性关系,最低检测限为0.01μmol·L^(-1)。此方法对实际水样中H_(2)O_(2)含量进行检测,回收率在99%~103.77%之间。研究表明,城市污泥基GO具有与传统GO一致的过氧化物酶催化特性,在传感检测领域具有一定的应用潜力,为比色传感检测H_(2)O_(2)提供了新的思路。

以城市污泥为基质制备氧化石墨烯的响应面优化

城市污泥中含有丰富的有机质,能够为氧化石墨烯的制备提供碳源。采用改进的Hummers法以城市污泥为基质制备氧化石墨烯(GO)。在单因素实验基础上,通过响应面法对碳粉用量、KMnO_(4)用量、H_(2)SO_(4)用量以及超声时间多因素影响下的GO制备条件进行优化,其最优制备条件为:碳粉用量3.22 g、KMnO_(4)用量4.12 g、H_(2)SO_(4)用量22.63 mL、超声时间7.61 h。扫描电镜和红外光谱分析表明,响应面优化条件下制备的GO具有明显的片层状结构,在3400,1400 cm^(-1)左右处为O—H(羟基)的特征峰,1700 cm^(-1)出现C O(羰基)的特征峰,1200 cm^(-1)左右出现C—O(环氧基)的特征峰,符合传统材料制备的GO特征。以城市污泥为基质成功制备出GO,为城市污泥的资源化利用提供了新的方向和理论基础。