正钒酸镧/碳化钨复合材料用于磺胺甲噁唑检测

《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Lanthanum Orthovanadate/Tungsten Carbide Composite for Sulfamethoxazole Detection

　　

摘要

磺胺甲噁唑（SMX）是一种广泛使用的磺胺类抗生素，由于其化学稳定性强且生物降解性差，在水环境中持久存在，带来生态毒性和抗生素耐药性风险。本工作中，采用水热法合成了LaVO₄/WC纳米复合材料，并将其作为一种高效的电化学传感器用于SMX检测。结构分析证实了四方相LaVO₄和六方相WC相的共存，强界面相互作用增强了导电性和催化活性。傅里叶变换红外光谱验证了特征振动特征的保留，而X射线衍射揭示了有利于高比表面积和丰富活性位点的纳米晶尺寸。电化学研究表明，与纯LaVO₄或WC相比，LaVO₄/WC电极表现出更优的电荷转移动效率、更低的电阻以及显著更高的氧化电流。优化确定了中性pH和催化剂负载量6 μL mg^-1为最佳条件。浓度依赖和扫描速率依赖分析确认了线性校准行为和表面控制动力学。安培电流-时间测量建立了快速响应、宽线性范围（0.002–270.36 μM）和低检出限（0.76 nM），而干扰和重现性测试验证了选择性。实际样品分析进一步证实了高回收率，突显了其在环境样品中的实用适用性。总体而言，LaVO₄/WC纳米复合材料为SMX检测提供了一种灵敏、选择性和稳定的平台。

章节摘要

引言

磺胺甲噁唑（SMX）是一种磺胺类抗生素，广泛用于治疗尿路感染、支气管炎和其他细菌感染，通常与甲氧苄啶联合使用。其在临床和兽医学中的广泛使用导致SMX在水面水、地下水和甚至饮用水供应中被频繁检出[1]、[2]。SMX在水环境中的持续存在与其化学稳定性和有限的生物降解性有关，这使其对

试剂与化学品

硝酸镧六水合物（La(NO₃)₃?6H₂O）（0.1 M）和偏钒酸铵（NH₄VO₃）（0.1 M）用作LaVO₄合成的主要前驱体。尿素用作结构导向剂，并在水热处理过程中协助控制释放氢氧根离子，以促进LaVO₄晶体的均匀成核和生长。商用碳化钨（WC）粉末用作导电共催化剂。所有化学品均为分析纯级，未经

X射线衍射（XRD）分析

图1a展示了纯LaVO₄、WC和LaVO₄@WC纳米复合材料的XRD图谱。WC样品显示出明确的峰，对应于六方相（PDF# 65-8828），包括(001)、(100)和(101)的反射，与其报道的晶体结构一致[48]、[49]。LaVO₄的衍射峰尖锐且轮廓分明，对应于四方相（PDF# 32-0504）[50]，在(200)、(211)、(112)、(220)、(202)、(301)等晶面具有特征反射，

结论

总之，采用水热法成功合成了LaVO₄/WC纳米复合材料，并作为磺胺甲噁唑（SMX）的电化学传感器表现出优异性能。结构和光谱分析证实了LaVO₄和WC的稳定整合，强界面相互作用增强了导电性和催化活性。电化学研究表明，复合材料电极表现出优越的电荷转移动效率和更大的电活性表面

作者贡献声明

Md Jamil Akhtar：撰写 – 初稿，可视化，调查研究，正式分析，数据整理，概念构思。Sea-Fue Wang：撰写 – 审阅与编辑，验证，监督，方法学，资金获取，正式分析，数据整理。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

Md Jamil Akhtar | Sea-Fue Wang

台北科技大学 材料与矿资源工程系，台湾台北市106