土壤重金屬污染一直是大家關(guān)心的社會問題，重金屬離子選擇性檢測對土壤重金屬污染分析意義重大。近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所科研人員熊世權(quán)等通過對磁性顆粒-石墨烯復(fù)合物的氨基功能化，構(gòu)筑電極材料，對Cu(II)進(jìn)行高選擇性檢測及作用機(jī)制分析。該工作對實(shí)際土壤中重金屬離子特定性檢測具有一定參考價值。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)報》(ElectrochimicaActa217(2016)24–33)上。

電化學(xué)方法廣泛用于重金屬離子檢測，并取得豐碩研究成果。然而遇到檢測不同的重金屬離子時，很多離子會在材料表面富集，溶出時多種金屬離子峰相互干擾，使得選擇性檢測某一重金屬離子受到影響。因此，尋找實(shí)現(xiàn)對重金屬離子低檢測限、選擇性檢測的電極材料，一直是重金屬檢測的研究熱點(diǎn)。磁性材料CoFe2O4較多用于重金屬離子吸附，作為電極材料具有導(dǎo)電性弱的缺點(diǎn)，聚乙烯亞胺、乙二胺較多用于材料的功能化，且可螯合金屬離子。結(jié)合上述問題，期望構(gòu)筑適合的電極材料，實(shí)現(xiàn)對重金屬銅選擇性檢測及相關(guān)機(jī)制研究，進(jìn)而對土壤中重金屬離子進(jìn)行分析檢測，為環(huán)境污染物分析提供借鑒。

研究人員在前期工作(ElectrochimicaActa185(2015)52–61)基礎(chǔ)上，期望對一種離子實(shí)現(xiàn)特異性檢測。通過氨基功能化CoFe2O4/Graphene復(fù)合物，借助SEM、XRD、FTIR、XPS等對材料進(jìn)行光譜表征，構(gòu)建電極材料。石墨烯與磁性材料形成復(fù)合物而增強(qiáng)其導(dǎo)電性，采用氨基(聚乙烯亞胺和乙二胺)功能化復(fù)合材料增強(qiáng)其選擇性，從而大幅度實(shí)現(xiàn)材料選擇性及檢測靈敏度的雙重提高。電化學(xué)分析表明，材料和離子之間作用是吸附過程，通過對復(fù)合物材料與重金屬離子作用前后的XPS分析，進(jìn)一步明確了金屬離子與電極材料的作用方式為吸附控制過程。同時，對土壤中重金屬銅離子分析檢測取得良好效果。

上述研究工作得到國家自然科學(xué)基金、技術(shù)生物所聯(lián)合基金等支持。