基于WS2@CB纳米复合材料的电化学传感器用于食品中没食子酸丙酯的超灵敏检测及其在食品安全监测中的应用研究

本综述系统阐述了一种新型WS2@CB（二硫化钨-炭黑）纳米复合材料修饰电极的开发及其在没食子酸丙酯（PG）电化学检测中的突破性应用。该传感器展现出卓越的灵敏度（检测限低至7 nM）、宽线性范围（0.02-550 μM）和优异稳定性（月保持率95.64%），为食品抗氧化剂监测提供了高效、低成本的解决方案，对保障食品安全具有重要实践价值。

　　

Highlight

Materials and reagent

所有化学前体如CH₃CSNH₂（硫代乙酰胺）和WCl₆（六氯化钨）均采用高纯度分析级标准采购，并直接使用未经进一步纯化。此外，炭黑（CB）、没食子酸丙酯（PG）及缓冲盐（包括磷酸二氢铵、氯化钾、六氰合铁(II)酸钾三水合物和六氰合铁(III)酸钾）均按原样使用。磷酸盐缓冲液（PB）通过混合磷酸氢二钠和磷酸二氢钠制备。

Structural and compositional studies of WS₂@CB nanocomposite

X射线衍射（XRD）是分析材料晶体结构、相纯度和晶粒尺寸的有效手段。WS₂、CB及WS₂@CB复合物的XRD图谱（图1a）揭示了关键结构信息。纯WS₂样品在2θ = 14.3° (002)、33.4° (100)、39.6° (103) 和58.3° (110) 处显示明显衍射峰，证实其六方晶相（JCPDS No. 008-0237）。尖锐且明确的反射表明结晶度良好，而CB的宽泛衍射峰（约25°和43°）对应其石墨化程度较低的无定形碳结构。WS₂@CB复合物图谱中同时存在WS₂特征峰和CB宽峰，且无杂质峰，证明成功复合而未破坏各自晶体结构。

Comparison Study

本研究将WS₂@CB/GCE传感器与多种已报道的PG电化学检测电极材料进行性能对比（表S1）。通过对线性检测范围、检测限（LOD）、稳定性及实际样品应用等关键指标的分析（表S1），WS₂@CB/GCE表现出卓越性能：其线性检测范围极宽（0.02-550 μM），检测限极低（7 nM），稳定性优异（一月后电流响应保持95.64%），且在实际食品基质（食用油、花生酱）中回收率高达95.0%-99.0%，显著优于多数现有技术。

Conclusion

一种新型WS₂@CB纳米复合材料被成功合成并表征，用于研究其电化学传感能力。通过多种结构和形态学表征技术，发现该材料具有多孔结构和高比表面积，有利于电化学传感应用。利用循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）优化WS₂@CB/GCE的电化学响应，实现了前所未有的检测范围（0.02-550 μM）和极低的检测限（7 nM）。传感器还展现出卓越的稳定性、重复性（RSD: 1.08%）和再现性（RSD: 0.8%），在实际样品分析中表现出高准确度和可靠性，为食品安全监测提供了强大工具。