柔性石墨片电极阳极氧化处理实现能斯特响应式pH传感

本文推荐一种基于柔性石墨片(GS)电极的快速阳极氧化处理(10秒)新方法，通过原位生成醌类官能团实现能斯特响应式(56±1 mV pH-1)pH传感。该传感器无需脱氧预处理，抗重金属干扰(<1.7%)，在复杂基质(醋/牛奶/海水等)中表现优异，为可穿戴设备开发提供新思路。

　　

Highlight

本研究首次报道采用柔性石墨片(GS)电极通过10秒快速阳极氧化处理构建伏安法pH传感器。在0.5 mol L^-1 NaOH中电化学处理产生的表面醌类基团，展现出理想的能斯特响应(56±1 mV pH^-1，298K)，pH检测范围2.0-11.0。

Development of pH-sensitive surface quinones

通过三种处理方法对比发现：碱性介质阳极氧化能最有效生成醌类基团。XPS和拉曼光谱证实C=O键形成，SEM显示处理后表面呈现"爆米花状"形貌，比表面积增加5.7倍。方波伏安法(SWV)在pH 7.0缓冲液中观察到-0.25 V的清晰氧化还原峰。

Interference studies

测试6种二价金属离子(Cu²⁺/Pb²⁺等)和Na⁺的干扰，信号变化<1.7%。溶解氧不影响检测，突破了传统伏安法需脱氧的限制。

Real sample analysis

直接检测未稀释的醋(pH 2.8)、可乐(pH 2.5)、胃药悬浊液(pH 9.1)等6类样品，与玻璃电极结果偏差<0.15 pH单位(t检验p>0.05)。

Conclusions

这种"爆米花状"表面结构的GS电极兼具柔性特质和批量生产优势，为开发可穿戴pH传感器开辟新途径。