光电化学传感器集成连续流动系统用于水体酚类污染物实时监测的创新研究

本研究创新性地将光电化学（PEC）传感器与流动注射系统整合，开发了一种可自动化采样并连续监测（废水）流中酚类化合物的流动式PEC（Flow-PEC）平台。该传感器基于光敏剂修饰的丝网印刷电极（SPE），通过光电催化氧化还原循环机制（涉及1O2介导的酚类氧化与电化学还原）实现高灵敏度、高选择性检测，在环境监测与工业过程控制中具有重要应用价值。

　　

Flow-PEC sensing of phenols

为建立水体中酚类的连续光电化学（PEC）检测方法，将特性明确的F₆₄PcZn|TiO₂-SPE传感器置于PEC流动池中，用于基于单线态氧（¹O₂）的酚类（PHOH）PEC传感。图2展示了该传感器在光照下流动安培分析中的典型电流-时间响应。实验前55秒用于在无酚类的硼酸盐缓冲液（pH 9）中稳定基线，期间光电流可忽略。注入PHOH后，光电流迅速上升，表明传感器成功捕获目标分析物。该响应源于光激发F₆₄PcZn产生的¹O₂对PHOH的氧化，及其后续在电极表面的还原，形成高效的催化循环。

Conclusions

本研究明确了流动条件下PHOH的PEC传感机制，并通过优化流动速率与应用电位等参数，建立了基于F₆₄PcZn|TiO₂-SPE传感器的酚类连续检测方法。流动安培分析揭示了¹O₂介导的PHOH氧化及电化学还原过程。流速优化表明，1.5 mL/min的流速可实现灵敏度与稳定性的最佳平衡。该Flow-PEC传感器在工业废水样本中通过标准添加法成功量化酚类化合物，验证了其在复杂基质中的可靠性，为环境与工业应用提供了强有力的自动化监测工具。