文摘

HAuCl的金纳米粒子的反应₄- h₂O₂60°C下非常缓慢,和石墨烯氧化物nanoribbons (GONRs)表现出强烈的催化反应形成金纳米粒子(AuNP)出现了共振瑞利散射(RRS)达到550海里。在添加的焦锑酸钾(PA)配体,是GONRs表面吸附抑制催化导致RRS峰值减少。当分析物的Na⁺是补充道,爸和Na之间协调的反应⁺发生,形成稳定的复合物(Na₂(PA)]发布免费GONRs催化剂,导致RRS峰值线性增加。因此,一个新的和敏感RRS Na的方法⁺成立,线性范围为0.69 - -25.8 nmol / L和0.35 nmol / L Na的检测极限⁺。

1。介绍

石墨烯氧化物nanoribbons (GONRs),由氧化游离的微碳纳米管(热合),展示新颖的物理,化学和催化性能和良好的溶解性1- - - - - -5),一直在利用nanoanalysis。太阳et al。6]合成GONRs基于碳管的减压微波能量,和核心壳MWCNT / GONR改性玻璃碳电极检测0.1 - -8.5是捏造的μ0.15 - -12.15 mol / L抗坏血酸μmol / L多巴胺,-11.4和0.15μmol / L尿酸同时检测极限为0.06μ0.08 mol / L,μmol / L和0.07μ分别mol / L。朱et al。7准备了一个核壳异质结构(电子邮件保护)部分解的热合从纵向边用一个简单的湿化学策略和应用电化学测定三种多环芳香胺(PAAs)。Zhang et al。8)进行PtPd-rGONRs nanocubes通过修复GONRs PtPd凹通过水热过程。PtPd-rGONRs-based电化学检测平台可以应用于0.01 - 3μ克/毫升三硝基甲苯(TNT)在自来水和湖水样本检测,检出限为0.8 ng / mL。迄今为止,那里是罕见的报告关于使用GONRs检测钠通过共振瑞利散射(RRS)方法。

RRS简单、快速、敏感和被用于广泛的应用在不同领域如生物化学、分析化学、纳米材料研究[9- - - - - -14]。梁等。15]RRS-ET方法氟的分析报告。氟离子和氟反应试剂(FR)和拉(III)生成蓝色三元复杂,表现出强烈的吸收约370海里。在添加氧化石墨烯/ nanogold (/ NG) RRS光谱探针与强大的RRS峰值在370海里,而RRS强度降低了氟离子浓度的增加由于RRS能量转移(RRS-ET)。其线性范围是6.0×10⁻⁸-1.3×10⁻⁵mol / L,检出限为3.0×10⁻⁸mol / L。王等人。16]准备氧化石墨烯/金纳米粒子(去/ GN)复合材料由柠檬酸RS (RRS)降低,表现出强烈的共振峰在370 nm,克钦独立组织和0.025 - 5毫米₃-100毫米和0.5 H₂O₂分别可以确定。杨et al。17]报道RRS方法同时测定D -色氨酸手性对映体包裹着β环糊精。钠离子在生命活动起着重要的作用。它存在于大多数细胞外和骨骼;它扮演了一个角色在调节体内的渗透压,酸碱平衡,肌肉,和心脏活动。体内钠离子的不平衡会引起一些不适,包括抽搐、低血压、呕吐、心力衰竭和肾功能衰竭。因此,钠的检测⁺已经成为一个重要的问题。Na的常用的方法测定⁺电位滴定(18),火焰原子发射光谱法(19),温度滴定法(20.),原子吸收光谱法(21),离子色谱(22)和电感耦合等离子体质谱法23]。其中有些方法的优点低敏感性,复杂的操作,大离子干扰,和许多影响因素。摘要好GONRs被用作催化、快速和敏感的RRS方法建立了检测Na⁺基于配体调节GONRs催化活性。

2。结果与讨论

2.1。分析原理

在选定的条件下,减少HAuCl GONRs有很强的催化作用₄通过H₂O₂这是非常缓慢的催化剂。与GONRs浓度的增加,反应明显增强。系统中形成了金纳米粒子的浓度增加,显示出强大的RRS高峰。焦锑酸钾(PA)绑定GONRs表面有抑制作用的催化GONRs。此外,钠⁺与帽反应形成稳定复合物Na吗₂的帽帽,因此releasung绑定GONRs和恢复GONRs引起的催化RRS峰值增加。因此,一个新的RRS Na的方法⁺通过配体调节GONRs催化活性(图成立1)。

2.2。RRS光谱

CH的₃CH₂OH-Na⁺-PA-GONR-H₂O₂-HAuCl₄系统表现出三个RRS高峰在305海里,370 nm和550 nm,赋予AuNPs的表面等离子体共振效应(图2)。与钠的浓度⁺增加,RRS山峰线性增加。虽然两峰在305 nm和370 nm更敏感比峰值在550 nm,后者是免费的从苯化合物的干扰和被选为钠离子的测定。虽然CH₃CH₂OH-Na⁺pa系统有两个弱峰在295 nm和370 nm),并与Na RRS信号增加⁺浓度增加缓慢(图。S1)。因此,(Na的贡献₂(PA))系统可以被排除在外。CH的₃CH₂OH-Na⁺-PA-GO-H₂O₂-HAuCl₄-VB4r系统生成特征nanogold高峰在370 nm和545 nm(无花果。S2)。不同的RRS光谱分析系统进行了研究,而RRS光谱强度的增加逐渐增加分析物的量。GONR绑定和PA抑制催化在没有Na⁺(无花果。S3,S4)。在一定范围内,增加了去,GONR浓度、氢的反应₂O₂-HAuCl₄系统增强,所以反应生成的纳米粒子的浓度增加,系统的RRS信号逐渐增加(图。S5,S6)。

2.3。吸收光谱

根据程序,记录的紫外可见吸收光谱分析系统。有一个吸收峰在580 nm的CH₃CH₂OH-Na⁺-PA-GONR / GO-H₂O₂-HAuCl₄系统,峰值的增加逐渐增加,缩小Na⁺浓度在一定范围内(图3,无花果。S7)。绑定GONR和PA抑制催化在没有Na⁺(无花果。S8,无花果。S9)。随着GONR /去的浓度增加,催化活性增加,更多的金纳米粒子形成,和系统的吸收逐渐增加(图。S10,无花果。S11)。

2.4。催化和抑制

根据实验条件,去/ GONR可以催化的反应H₂O₂-HAuCl₄形成金纳米粒子。在一定的浓度范围,增加催化剂的催化能力增强和金纳米粒子形成的增加。550海里RRS强度的增加线性和相应的紫外吸光度有一定程度的增强催化剂的浓度。同时,催化效果不同的量子点进行了比较。(表1),GONR-H₂O₂-HAuCl₄有强烈的催化能力。巴勒斯坦权力机构高度催化剂的表面,防止催化剂与反应物的接触PA被添加到系统。随着PA的数量增加,催化RRS /紫外线效果减弱,Δ的系统与PA浓度负相关(表吗1)。

2.5。扫描电子显微镜(SEM)

根据所选条件,0.1毫升反应溶液被稀释100倍在10毫升离心管。然后10μL样品溶液滴落在硅片上,自然干,和扫描电镜的样品。Na的⁺-PA-GONR-H₂O₂-HAuCl₄系统绑定GONR和PA抑制催化在没有Na⁺。所以H的反应₂O₂减少HAuCl₄60°C是慢,产生nanogold的解决方案是减少(图4(一)),平均直径为150纳米。当钠⁺添加,GONR不完全约束和有催化作用,导致一定数量的nanogold形状不规则的颗粒的平均直径约100纳米(图4 (b))。

2.6。分析条件的优化

分析条件进行了优化,分别(无花果。S12)。GONRs浓度对系统的影响研究和ΔI值迅速增加,达到最大值时的浓度GONR是15.8μ克/毫升。所以,15.8μg / mL GONR被选中。起初ser的ΔI值迅速增加,最大上限浓度增加后减少。根据结果,3.14μmol / L帽被选中。H₂O₂氧化还原反应是一个减速机,H的浓度₂O₂3.3更易/ L,ΔI是最大的。所以3.3更易/ L H₂O₂被选中。HAuCl的影响₄浓度是根据过程当HAuCl调查₄浓度为0.193更易与L,ΔI是最大的。所以0.193 L HAuCl更易₄被选中。反应温度的影响研究在20 - 80°C水浴。ΔI大幅增强随温度增加奖金°C和前后往往是稳定的。所以,用水浴60°C。反应时间的影响进行了研究。ΔI最大,往往是稳定的,当反应时间是20分钟。因此,选择20分钟。

2.7。工作曲线

Na之间的工作曲线⁺浓度和相应的∆GONR我策划和两个分析系统。结果表明,GONR系统比,更敏感的线性范围0.69 - -25.8μmol / L,ΔI = 85.4的回归方程系数是0.9712 + 244.1,和0.35 nmol / L Na的检出限⁺选择和确定Na⁺在样本。

2.8。干扰离子的影响

常见的干扰共存的决心17.2 nmol / L Na⁺研究在一个相对误差±10%。结果表明,Ca 100倍^{2 +}、镍^{2 +},Bi^{3 +}, , ,Pb^{2 +}、锌^{2 +}, ,谷氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、Cr 80倍^{6 +}、镁^{2 +},艾尔。^{3 +}K⁺,50次英航^{2 +}、铁^{3 +}、锰^{2 +}和铜的10倍^{2 +}没有干扰Na的决心⁺。因此,该方法有很好的选择性。

2.9。样品分析

饮用水样品是从超市买来的,用滤纸过滤。根据程序,Na⁺内容中检测出样品。RRS结果一致与原子吸收光谱法(AAS),回收率为96.5% - 98.2%,相对标准偏差为3.3%至6.7%(表2)。

3所示。材料和方法

3.1。装置

日立f - 7000的模型荧光分光光度计(日立高新技术公司、日本)同步扫描技术伏400 v,兴奋的狭缝和发射狭缝5 nm,发射T衰减器和过滤器的1% - - - - - - =Δλ= 0,一个模型的图- 1901双光束紫外可见分光光度计(北京浦肯野通用仪表有限公司。中国),模型3 k-15高速冷冻离心机(σ有限公司、德国),79 - 1的模型与加热磁力搅拌器(中大仪器装置、江苏、中国),一个模型HH-S2电气热水浴(地球自动化仪表装置、金坛、中国),模型Zetasizer纳米纳米粒子大小和电动电势分析仪(英国莫尔文)、s - 4800场发射扫描电子显微镜(日立高新技术公司、日本/牛津公司、英国),及一个模型- 550石英subboiling蒸馏水(水晶玻璃仪器厂、江苏、中国)。

3.2。试剂

11.8更易与L焦锑酸钾(PA)解决方案:1.5 g的焦锑酸钾(AR。上海试剂四个合威化工有限公司有限公司)之前添加到锥形瓶150毫升蒸馏水和0.15 g KOH添加和煮解散。冷却到室温后,解决方案被转移到250毫升容量瓶和添加水。这是稀释100倍使用。2.9 L HAuCl更易₄(中国国家制药集团化学试剂公司),10μmol / L VB4r 10 mol / L H₂O₂,KMnO₄(s)、多层碳纳米管(热合,短,纳米8 - 15日,纯度95%,0.5 - 2的长度μ米,nm直径8 - 15日,没有。CH XFM10、XFNANO、南京),50%₃CH₂哦,129年50 L更易与KOH更易与L标准氯化钠溶液,39.33μ摩尔(118 / L备锑酸钠的工艺解决方案μmol / L焦锑酸钾溶液和129 L更易与氯化钠溶液混合的体积比为1:2根据所需的体积)准备。1.0 mg字母氧化物(去)溶解在100毫升水超声治疗获得10μg / mL去解决方案。这是在使用前15分钟的超声波治疗过程。所有试剂均为分析纯,水是双重蒸馏。

GONRs准备了碳管的分离。50毫克MWCNT粉添加到50毫升圆底烧瓶包含10毫升的集中H₂所以₄在反应之前KMnO 1 h。300毫克₄被添加到解决方案中,混合,加热60°C 2 h。接下来,冰的产品涌入200毫升水含有5毫升的30% h₂O₂。那么解决方案是ultrasonicated离心法在前10分钟7000转10分钟。上层的拍摄和生成二氧化锰在反应中被移除。GONRs解决方案的最终浓度为238μ克/毫升。这是50 L更易与氢氧化钠中和,然后在使用前稀释至所需浓度。。

3.3。过程

一个100μL 50% CH₃CH₂哦,50μL 118年μmol / L PA和一定量的标准氯化钠溶液添加到5毫升试管,混合好,在室温下反应10分钟。然后一个100μL 238 ng / mL GONRs, 100μ更易与2.9 L / L HAuCl₄,50μ更易与0.1 L / L H₂O₂解决方案添加之前用水稀释到1.5毫升。混合解决方案是放置在一个60°C水浴反应20分钟和自来水的反应是终止。混合物转移到石英电池,和它的RRS光谱被记录下来。RRS强度我在550 nm和空白₀没有Na⁺记录,ΔI =我₀计算了。

4所示。结论

基于Na的选择性反应⁺上限控制减少HAuCl GONR催化₄与H₂O₂生产金纳米粒子具有较强的RRS效果,新的RRS Na的确定方法⁺成立。它具有操作简单,灵敏度高,选择性好。

数据可用性

数据(见[1- - - - - -23]]用于支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Chongning李和Haidong王获得数据工作,起草工作,给予最后批准出版的版本,并同意负责相关工作的所有方面的问题其准确性。洋河江罗和倪志亮设计工作,数据分析工作,修订它至关重要的知识内容,最终版本发布,批准,同意负责所有方面的工作在确保完整性的任何部分的工作是适当的调查和解决。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金(授予号。21767004,21767004);医生Hezhou大学科学研究基金(批准号HZUBS201608],与教授的科研基础大学(批准号HZUJS201613]。

补充材料

Fig.S1 RRS光谱 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μmol / L帽;b: + 0.69 nmol / L Na⁺;c: + 4.3 nmol / L Na⁺;d: + 8.6 nmol / L Na⁺;艾凡:+ 12.9 nmol / L Na⁺;f: + 17.2 nmol / L Na⁺;g: + 25.8 nmol / L Na⁺。Fig.S2 RRS光谱 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μ0.193 mol / L帽+更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 50 ng / mL去;b: + 0.86 nmol / L Na⁺;c: + 4.3 nmol / L Na⁺;d: + 8.6 nmol / L Na⁺;艾凡:+ 12.9 nmol / L Na⁺;f: + 17.2 nmol / L Na⁺;g: + 25.8 nmol / L Na⁺。Fig.S3 RRS的 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μ0.193 mol / L帽+更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 50 ng / mL去;b: + 0.79μmol / L PA;c: + 2.36μmol / L PA;d: + 3.14μmol / L PA;艾凡:+ 4.0μmol / L PA;f: + 4.72μmol / L PA;g: + 5.5μmol / L PA。Fig.S4 RRS的 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μ0.193 mol / L帽+更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 50 ng / mL去;b: + 0.79μmol / L PA;c: + 2.36μmol / L PA;d: + 3.14μmol / L PA;艾凡:+ 4.72μmol / L PA;f: + 5.5μmol / L PA;g: + 6.29μmol / L PA。Fig.S5 RRS光谱 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 0.193 L HAuCl更易₄+ 3.3更易与L H₂O₂;b: + 1.58 ng / mL GONR;c: + 3.17 ng / mL GONR;d: + 7.93 ng / mL GONR;艾凡:+ 11.1 ng / mL GONR;f: + 14.3 ng / mL GONR;旅客:+ 15.8 ng / mL GONR。Fig.S6 RRS光谱- 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 0.193 L HAuCl更易₄+ 3.3更易与L H₂O₂;b: + 6.6 ng / mL去;c: + 13.3 ng / mL去;d: + 16.6 ng / mL去;艾凡:+ 20 ng / mL去;f: + 26.6 ng / mL去;旅客:50 + ng / mL。图S7的紫外线 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μ0.193 mol / L帽+更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 50 ng / mL去;b: + 0.86 nmol / L Na⁺;c: + 4.3 nmol / L Na⁺;d: + 12.9 nmol / L Na⁺;艾凡:+ 17.2 nmol / L Na⁺;f: + 25.8 nmol / L Na⁺。图S8紫外线的 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μ0.193 mol / L帽+更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 50 ng / mL去;b: + 0.79μmol / L PA;c: + 2.36μmol / L PA;d: + 3.14μmol / L PA;艾凡:+ 4.0μmol / L PA;f: + 4.72μmol / L PA;g: + 5.5μmol / L PA。图S9的紫外线 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 3.14μ0.193 mol / L帽+更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 50 ng / mL去;b: + 0.79μmol / L PA;c: + 2.36μmol / L PA;d: + 3.14μmol / L PA;艾凡:+ 4.72μmol / L PA;f: + 5.5μmol / L PA;g: + 6.29μmol / L PA。图S10紫外线的 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 0.193 L HAuCl更易₄+ 3.3更易与L H₂O₂;b: + 1.58 ng / mL GONR;c: + 6.34 ng / mL GONR;d: + 9.52 ng / mL GONR;艾凡:+ 12.6 ng / mL GONR;f: + 15.8 ng / mL GONR;旅客:+ 23.8 ng / mL GONR。Fig.S11紫外光谱 系统。答:1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 0.193 L HAuCl更易₄+ 3.3更易与L H₂O₂;b: + 6.6 ng / mL去;c: + 13.3 ng / mL去;d: + 20 ng / mL去;艾凡:+ 26.6 ng / mL去;f: + 33.3 ng / mL。Fig.S12a GONR浓度的影响。1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 17.2 nmol / L Na⁺+ 3.14μ0.193 mol / L PA +更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂。图S12b PA浓度的影响。1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 17.2 nmol / L Na⁺+ 0.193更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 23.8 ng / mL GONR。图S12c的效果 浓度。1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 17.2 nmol / L Na⁺+ 3.14μ0.193 mol / L PA +更易与L HAuCl₄+ 23.8 ng / mL GONR。图S12d的效果 浓度。1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 17.2 nmol / L Na⁺+ 3.14μ3.3 mol / L PA +更易与L H₂O₂+ 23.8 ng / mL GONR。图S12e温度的影响。1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 17.2 nmol / L Na⁺+ 3.14μ0.193 mol / L PA +更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 23.8 ng / mL GONR。图S12f反应时间的影响。1.13 mol / L CH₃CH₂哦+ 17.2 nmol / L Na⁺+ 3.14μ0.193 mol / L PA +更易与L HAuCl₄+ 3.3更易与L H₂O₂+ 23.8 ng / mL GONR。(补充材料)