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电化学还原氧化石墨烯用于四环素电催化检测

胥燕燕 , 高明明 , 张国辉 , 王新华 , 李佳佳 , 王曙光 , 桑元华

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(15)60956-1

四环素(TTC)因其广泛的抗菌性和低生产成本等特点而成为应用最广泛的兽医药物. TTC的大量使用不可避免地导致其进入地表水、地下水和污水处理厂.迄今,已有许多方法用于TTC检测,包括免疫测定法、微生物检测法和化学-物理法等.然而,这些方法费用高,耗时长或需要复杂的样品预处理过程,不适合现场测量或常规分析.电化学分析法具有操作简单、成本低廉、选择性和灵敏度较高、易实现在线检测等特点,在检测领域具有重要优势.石墨烯在电化学传感器领域表现出优越的应用性能,但有关石墨烯材料应用于电分析和电催化方面的报道仍然有限.石墨烯的前驱体氧化石墨烯(GO)片层底面上具有各种类型的含氧官能团和层状边缘,导致其绝缘并具有很多缺陷,使GO包含了sp2和sp3杂化碳原子,为GO提供了独特的具有化学功能的异构电子结构.通过对GO进行还原,可以生成新的sp2域或者改变含氧官能团的数量和类型,从而为GO提供更多的特殊性质.研究表明,电化学还原是一种绿色快速的还原方法,可以控制GO的还原程度和还原过程.本文利用电化学还原法来调整GO表面的官能团和缺陷度,利用在–0.8 V还原电位下得到的电化学还原氧化石墨烯(ERGO-0.8V)修饰玻碳电极(GC)为工作电极(GC/ERGO-0.8V),采用循环伏安法对溶解在pH=3的缓冲溶液中的TTC进行电化学检测,发现ERGO-0.8V对TTC具有电催化性能.利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对ERGO-0.8V, ERGO-1.2V, GO及化学还原得到的石墨烯(CRGO)表面官能团和缺陷程度进行了表征,考察了TTC在ERGO-0.8V/GC上的电化学行为,对其电催化还原机理进行了推测.结果表明,与GO, ERGO-1.2V及CRGO修饰电极相比, GC/ERGO-0.8V修饰电极的催化还原峰在0–0.5 V,对TTC表现出独特的电催化性能, GC/ERGO-0.8V电极对浓度为0.1–120 mg/L的TTC溶液具有良好的检测性能,在不同浓度范围内其氧化峰峰电流与峰电位的线性关系不同. FT-IR和XPS结果显示,在–0.8 V还原电位下得到的ERGO-0.8V,其官能团类型和数量发生变化,但仍存在大量官能团,主要是羧基、羟基和环氧基.同时,拉曼表征显示ERGO-0.8V的缺陷密度增大,同时新生成的sp2域减小而使得ERGO的sp2域减小.对比GO等其他材料的表征结果推测,官能团变化是影响ERGO独特电催化性质的主要因素,除此之外还有材料的缺陷度和sp2域.推测GC/ERGO-0.8V修饰电极对TTC可能的催化机理为: TTC在GC/ERGO电极上的还原与氢醌和醌之间的转换有关;而对于ERGO,则可能对应于羧基和羟基之间的转化.然而,同样具有羧基和羟基的ERGO-1.2V则对TTC没有产生电催化作用.其原因可能是在–0.8到–1.2 V还原电位下,形成的羧基位于石墨烯片层内部,而片层内的电子传递较慢.

关键词: 电化学还原氧化石墨烯 , 电化学检测 , 电催化性能 , 四环素 , 含氧官能团

锡(Ⅱ)增敏四环素体系导数荧光法测定铕及其增敏机理的探讨

张俊杰 , 李红霞 , 黄汉国

冶金分析 doi:10.3969/j.issn.1000-7571.1999.03.006

研究了锡(Ⅱ)对铕-四环素体系中铕的荧光增敏作用,对其增敏机理进行了探讨,并进一步研究了该体系荧光法测定铕的最佳测定条件.该体系测定铕的检测限为0.02μg/L,无锡存在时,铕的检测限为0.09μg/L.锡(Ⅱ)使铕的荧光检测限降低了4.5倍,用一级导数荧光法,使铕的荧光检测限进一步降低到0.011μg/L.成功地测定了混合稀土氧化物中铕的含量.

关键词: , 四环素 , , 导数荧光法

微波诱导催化氧化六方软锰矿降解四环素

彭轶瑶 , 陶娟 , 冯靖雯 , 王小雨 , 廖立兵 , 吕国诚

人工晶体学报

体系研究了六方软锰矿(ε-MnO2型锰矿物)在微波作用下去除四环素的效果及其影响因素,并结合X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见分光光谱(UV-vis)等技术,深入探讨了该反应体系的作用机理.结果表明:六方软锰矿是一种优良的微波催化剂,在功率400W和溶液pH=1的条件下,微波辅助0.2000 g六方软锰矿催化降解50 mL浓度为50 mg/L的四环素溶液30 min,去除效率可达到96.96%;体系的作用机理是,微波诱导氧化六方软锰矿,产生的高价态锰离子可将四环素氧化分解成小分子物质,然后自身又被还原成为低价态离子,由此形成一个持续的氧化-还原过程,从而起到催化作用.

关键词: 微波诱导 , 六方软锰矿 , 催化氧化 , 四环素

四环素对费氏弧菌产生生毒物兴奋效应(Hormesis)的时间关系和机制

汤淼 , 曾鸿鹄 , 王大力 , 王婷 , 林志芬 , 陈瑞 , 莫凌云

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.11.2015051403

以费氏弧菌(Vibrio fucheri,V.fischeri)作为受试生物,盐酸四环素作为研究对象,测定了盐酸四环素对V fischeri在0-24 h的发光强度和细菌生长OD600的作用,并初步探讨了四环素对V.fischeri的Hormesis效应的作用机制.研究表明,盐酸四环素对V.fischeri的发光强度表现出了时间依赖型的Hormesis效应,即Hormesis效应出现在细菌生长的延滞期及平台期;根据V.fischeri的发光机制并结合量子化学计算结果,提出了盐酸四环素通过提供质子促进发光反应,从而产生Hormesis效应的可能机制.

关键词: 毒物兴奋(Hormesis) , 费氏弧菌(Vibrio fischeri) , 四环素 , 时间效应

液相色谱-串联质谱法测定鸡肌肉组织中的四环素类药物残留

刘艳华 , 张纯萍 , 门立强 , 刘智宏 , 王树槐

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2006.02.015

建立了一种专属、灵敏的方法,用于同时检测鸡肌肉组织中土霉素、四环素和金霉素的残留.首先对鸡肌肉组织中的四环素类药物进行提取,再经C18固相萃取柱净化,采用电喷雾离子源,以正离子检测方式进行质谱分析.实验结果表明,在25~500 μg/L这一质量浓度范围内上述3种四环素类药物均呈线性,其相关系数r>0.99.在低、中、高3个质量浓度添加水平,3种四环素类药物的平均回收率为72.4% ~94.9% ,相对标准偏差小于11% .3种四环素类药物的检测限均可达到10 μg/kg.其方法学考察符合农牧发[2003]1号文件的有关规定.

关键词: 液相色谱-串联质谱法 , 土霉素 , 四环素 , 金霉素 , 鸡肌肉组织

固相萃取-超高压液相色谱-串联质谱同时分析环境水样中四环素类和喹诺酮类抗生素

孙广大 , 苏仲毅 , 陈猛 , 袁东星

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2009.01.010

应用固相萃取及超高压液相色谱-质谱联用技术,建立了环境水样中4种四环素类和6种喹诺酮类抗生素的同时分析方法.样品经HLB固相萃取柱富集、净化后用甲醇洗脱,以超高压液相色谱-串联质谱仪多反应监测(MRM)离子模式定性、定量分析.以河水和海水为基质,卡巴氧为替代物进行回收率评价,4种四环素类抗生素在加标质量浓度分别为20.0 ng/L和100.0 ng/L时的回收率为94.0%~117.0%,相对标准偏差为2.0%~9.7%(n=4),方法的检出限均为20.0 ng/L;6种喹诺酮类抗生素在加标质量浓度分别为5.0 ng/L和20.0 ng/L时的回收率为63.6%~93.9%,相对标准偏差为1.6%~8.1%(n=4),方法的检出限为0.4 ng/L.结果表明,所建立的方法可成功地应用于近岸海域表层环境水样中目标抗生素残留的分析.

关键词: 固相萃取 , 超高压液相色谱-质谱 , 四环素 , 喹诺酮 , 环境水样

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定鸡肝中残留的四环素类、磺胺类和喹诺酮类药物

郭黎明 , 朱奎 , 江海洋 , 李建成 , 李晓薇 , 丁双阳

色谱 doi:10.3321/j.issn:1000-8713.2009.04.006

采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)在正离子模式下通过多反应监测(MRM)方式同时测定了鸡肝脏组织中3种四环素类药物、10种磺胺类药物以及8种喹诺酮类药物的残留.试样由McIlvaine缓冲液-乙腈(体积比为1∶4)、乙腈提取,合并上清液并用氮气吹干,用0.05 mol/L 磷酸三乙胺缓冲液-乙腈(体积比为85∶15)溶解残余物,经正己烷脱脂后,采用UPLC-MS/MS进行定性、定量分析.该方法对测定的21种药物的检出限均为 2 μg/kg,定量限均为5 μg/kg.在添加水平分别为5,10和50 μg/kg 时,21种药物的加标回收率为66.8% ~128.5% ,日内测定的相对标准偏差(RSD)为0.8% ~20.2% ,日间测定的RSD为2.2% ~15.3% .该方法可作为动物源性食品中这3类药物残留检测的确证方法.

关键词: 超高效液相色谱-串联质谱法 , 四环素 , 磺胺 , 喹诺酮 , 多残留 , 鸡肝

毛细管电泳法测定水体中四环素类抗生素的基质效应及场放大进样技术的应用

李爱梅 , 黄茁 , 卢文平 , 徐中其

色谱 doi:10.3724/SP.J.1123.2014.03044

比较了毛细管电泳(CE)和高效液相色谱(HPLC)技术对水体中4种四环素类抗生素(四环素、土霉素、金霉素及强力霉素)的分离效果。实验考察了水体的基质效应( pH 值和水硬度)对分离的影响,优化了电泳条件,在压力进样模式(HDI)下,9.0 min 内4种抗生素可达到基线分离,与 HPLC 相比,CE 可以节省一半左右的分析时间。该方法具有良好的线性关系,检出限(LOD)在0.28~0.62 mg / L 之间,迁移时间和峰面积的相对标准偏差( RSD)(n =6)分别为0.42%~0.56%及2.24%~2.95%;自来水和鱼塘水中加标回收率分别在96.3%~107.2%之间和87.1%~105.2%之间。此外,利用场放大电动进样(FASI)对目标物进行柱内预浓缩,检测灵敏度较 HDI 进样模式提高,LOD 降至17.8~35.5μg / L,迁移时间和峰面积的 RSD( n =6)分别为0.85%~0.95%及1.69%~3.43%。CE具有样品前处理简单、分析速度快的特点,对环境水体中抗生素的检测具有明显的优势。

关键词: 毛细管电泳 , 场放大电动进样 , 四环素 , 环境水体 , 基质效应

纳米氧化镁表面修饰制备荷正电微孔陶瓷膜及其性能研究

孟仙 , 邓橙 , 朱孟府 , 李奎 , 邓宇

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.06.004

以硅藻土陶瓷膜为基膜,氯化镁和尿素为原料合成含镁先驱体溶胶,通过浸渍-热分解法对硅藻土基膜进行表面改性制得纳米MgO/SiO2荷正电微孔陶瓷膜,并对其组成结构及水中四环素去除性能进行研究.结果表明,荷正电的纳米MgO涂层呈现立方型晶粒,并均匀地附着在基膜表面,因此使得荷正电微孔陶瓷膜具有较高的电性能,并且在较宽的pH值范围内带正电,其等电点为10.8.最后对水中四环素的去除性能进行研究,结果表明荷正电微孔陶瓷膜对水中四环素具有很好的去除效果,在室温、常压条件下,其对四环素的COD去除率高达98.8%,色度去除率为99.7%.

关键词: 纳米氧化镁 , 荷正电陶瓷膜 , 四环素 , 膜分离

三元磁性氮化碳复合光催化剂的制备和表征及其在可见光下去除四环素的应用

唐旭 , 倪良 , 韩娟 , 王赟

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(16)62591-3

g-C3N4作为一种新型有机半导体材料,由于其良好的化学稳定性和可直接利用可见光等优点已经引起了人们的广泛关注,近年来已逐渐将其应用于光催化氧化环境污染物等方面.同时在实际应用中因其光能利用率低、难回收、电子-空穴易复合等缺点也受到了限制.研究发现将四氧化三铁与氮化碳相结合,可以有效提高复合催化剂的光催化活性,而且可回收再利用很大程度上降低成本.采用光催化氧化技术处理实际环境污染物废水时,将光催化剂投入到废水中后,环境及水体的温度往往会对催化剂的催化活性产生一定的影响,导致无法实现最佳的光催化处理效果.制备一种催化活性不受外界温度影响的智能光催化材料是当今面临的一项挑战.我们研究制备了一种具有温度响应的磁性复合光催化剂PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4,其可根据外界温度的不同而表现出不同的光催化活性.温敏型聚合物PNIPAM是一类结构、性能和形态随温度变化而做出响应的功能材料,将光催化材料与温敏型PNIPAM智能高分子材料相结合,实现了智能催化的效果.PNIPAM温敏聚合物在水溶液中存在一个低临界溶解温度,其可以作为开关,通过改变温度实现对光催化过程的控制,达到过程智能化的效果.随着温度的改变,温敏聚合物的溶解状态在临界点附近会发生变化.不同温度对催化速率影响很大,当温度升高到临界值以上,催化反应速率降低很多;当温度降低到临界值以下,催化活性随之升高.这样不仅随时控制反应的进行,还可以通过改变温度控制反应速率.同时,温敏聚合层又相当于一个保护层,可以增强其抗腐蚀能力,提高对内部光催化材料的保护,进而提高其稳定性.众所周知四环素等抗生素类药物生产废水,属于高浓度有机废水,具有一定的毒性,一般较难处理.我们将制备的PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4复合光催化材料用于四环素废水的处理取得了很好的效果.XRD,FT-IR、Raman等表征手段充分证明了我们所制备的三元复合材料PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4的组成及各个组分的存在.并对PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4复合光催化剂在不同温度(20和45°C)条件下处理四环素废水进行了系统的研究,从20和45℃的吸附曲线结果可以看出,低温时PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4的吸附性较强,高温时吸附较差.同时PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4低温时具有较高的催化活性,高温时催化活性较低.经过分析可知这种对温度响应的特殊性能与PNIPAM的亲水及疏水性密切相关.另外,通过对PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4复合材料的VSM测试及5次循环实验测试可以看出,PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4复合材料由于Fe3O4的引入而表现出较好的磁性,且在外加磁铁的作用下很容易实现分离回收.另外,PNIPAM/Fe3O4/g-C3N4在经过5次重复利用后其催化活性几乎没有减退,说明催化剂具有很好的稳定性.另一方面,说明我们的复合光催化剂在工业废水等污染治理方面有一定的潜在应用价值.

关键词: 四氧化三铁/氮化碳 , 四环素 , 磁性 , 中间产物 , 光催化剂

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