磷酸改性木屑结构重组:百草枯痕量电化学检测与高效吸附双功能材料

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:International Journal of Environmental Analytical Chemistry 2.3

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  为解决农药污染控制的挑战,研究人员开发了磷酸处理废弃木屑技术,用于百草枯(paraquat)痕量电化学检测。通过XRD、FTIR、XPS、SEM/EDX表征,材料结构类似hydrochars;电化学测试(cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy)显示阴离子基团(phosphonate/carboxylate)选择性积累阳离子百草枯,吸附能力达0.45 mmol g?1,传感器检测限低至0.24 nM。该材料兼具高效吸附剂和电极修饰剂潜力,为环境监测提供新工具。

  

在应对农药污染控制的关键挑战中,研究人员巧妙利用浓缩磷酸(phosphoric acid)处理废弃木屑(lignocellulosic material),实现其结构重组。这种改性材料被应用于修饰玻碳电极(glassy carbon electrode),专门针对非选择性除草剂百草枯(paraquat)的痕量电化学检测——这种农药以其对生物体的剧毒效应而臭名昭著。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜/能谱(SEM/EDX)表征,材料展现出与水热碳化(hydrochars)类似的结构。电化学分析(cyclic voltammetry和electrochemical impedance spectroscopy)进一步揭示,材料中的阴离子基团(如phosphonate和carboxylate)能高效促进阳离子百草枯的选择性富集。吸附研究证实其对百草枯的强亲和力,容量高达0.45 mmol g?1,比未处理木屑提升至少12倍。作为电极修饰剂,该传感器在5 nM至60 nM浓度范围内实现0.24 nM的超低检测限,并在实际样本(河水、自来水)和商业制剂中展现出优异精度和回收率。这些结果凸显了该材料的双重超能力:既是百草枯的高效吸附“清道夫”,又是痕量检测的“电化学哨兵”,为水环境健康保驾护航。

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