Page 22 - 理化检验-化学分册2024年第十二期

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试验与研究 DOI：10. 11973/lhjy-hx220749

拱桥状 NiO/ 碳纸电极的制备及对葡萄糖的电传感性能

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王瑞娟，曾 涛，施灿璨 ，景钇淇
（玉林师范学院 化学与食品科学学院 广西农产资源化学与生物技术重点实验室，玉林 537000）

摘 要：采用纳米NiO构建无酶葡萄糖传感器时，纳米NiO易团聚，导致电极的比表面积和电传感
性能降低，因此进行了题示研究。采用恒电位法在碳纸（CP） 上修饰纳米NiO，分别以所得的NiO/
CP电极、铂片电极和甘汞电极作工作电极、辅助电极和参比电极，在0. 1 mol · L −1 氢氧化钠溶液中
采用安培电流-时间（I-t）法定量检测葡萄糖。扫描电子显微镜（SEM）表征结果显示，合成的NiO/
CP电极上纳米NiO呈拱桥状，其表面为层状堆砌结构，有利于增加电极的比表面积和表面的活性位
点。能量色散光谱（EDS）表征结果显示，电极中含有C、Ni、O元素，结合SEM图说明纳米NiO已成
功与CP复合。循环伏安法结果显示，随着葡萄糖浓度的增大，氧化/还原峰电流绝对值不断增大/
减小且分别向高/低电位移动， 电极对葡萄糖的电催化过程主要受扩散控制。在检测电位0. 50 V下，
I-t法表征结果显示：电极对葡萄糖的响应时间约为10 s；电流密度绝对值随着葡萄糖浓度的增大呈
台阶式上升，电流密度绝对值与葡萄糖浓度在0. 000 5~0. 71 mmol · L −1 ，0. 71~4. 71 mmol · L −1 和
4. 71~12. 21 mmol · L −1 内呈线性关系，且电极的重现性、重复性和抗干扰能力均较好；方法用于5%
（质量分数）葡萄糖注射液的分析，葡萄糖测定值为理论值的96. 44%，且经5次重复测定值的相对标
准偏差为4. 0%。
关键词： 拱桥状NiO/碳纸电极；无酶葡萄糖传感器；安培电流-时间法
中图分类号：O657. 1 文献标志码：A 文章编号：1001-4020(2024)12-1216-06

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在食品加工中，葡萄糖是菌体所需能量的主要 性范围为0. 62 μmol · L ~2. 2 mmol · L ，检出限
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供应者，是大部分发酵培养基的主要原料，其含量直 为0. 17 μmol · L 。文献[7]通过简单煅烧Ni材和对
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接影响着菌体的繁殖和代谢速率。除此之外，葡萄 苯二甲胺制备了超小尺寸的NiO纳米颗粒，并用其
糖还被用作甜味剂加入到乳制品、饮料等食品中，其 修饰玻碳电极，构建了无酶葡萄糖传感器，该传感器
用量影响着乳制品的生产、饮料的配制等过程。因 的灵敏度为0. 310 μA · μmol −1 ·L·cm ，检出限为
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此，及时、快速、准确地监测葡萄糖的含量，对于食 3. 5 μmol · L ，响应时间低于5 s。文献[8]采用化学
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品质量控制十分重要。 活化-水热法合成了活性炭/NiO，用其修饰玻碳电极
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目前，测定葡萄糖含量的方法很多，其中电化 构建了线性范围为10 μmol · L ~3. 3 mmol · L 、检
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学传感器因具有价格低廉、方便快捷、反应迅速、 出限为1 μmol · L −1 的葡萄糖传感器。文献[9]在掺杂
灵敏度高等优点而备受人们关注 [1-2] 。纳米NiO具 氟的SnO 2 基底上生长了花瓣状片层的NiO，构建的无
有良好的电催化活性、低成本、良好的稳定性及 酶传感器的灵敏度为3. 9 μA · μmol −1 ·L·cm ，检
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抗氯中毒能力等优点，被认为是极具有潜力的葡 出限为1 μmol · L ，且具有良好的稳定性、重复性以
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萄糖电催化材料之一 [3-5] 。文献[6]采用超声辅助 及抗干扰能力。文献[10]以美洲黑藻提取物为原料，
法在氧化石墨烯（GO）上修饰了NiO，并研究了 采用绿色合成方法制备了NiO颗粒，用其修饰的玻碳
该复合物在碱性介质中对葡萄糖的响应，所得线 电极具有良好的稳定性和快速的响应时间。文献[11]
采用牺牲模板法合成了多壳NiO空心球，用其构建的
收稿日期：2022-11-01 传感器的线性范围为2~2. 6 mmol · L ，灵敏度高达
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基金项目：玉林师范学院高层次人才科研启动项目（G2019ZK22） −1 −2
1 646 μA · μmol ·L·cm 。虽然已有多种结构的
作者简介：王瑞娟，副教授，博士，主要研究方向为材料的合成
及其应用 纳米NiO用于构建无酶葡萄糖传感器，但纳米NiO易
*通信联系人。www.shicancan@163. com 团聚，造成比表面积和电传感性能降低 [12] 。为解决上

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