硫酸根聚合物膜電極研發(fā)環(huán)境傳感器
環(huán)境水體中陰離子含量如硫酸根濃度為重要的水質(zhì)指標(biāo)，飲用水中硫酸根離子濃度超標(biāo)會(huì)引起急性腹瀉。聚合物膜離子選擇性電極因其較高的靈敏度、較低的成本、易于微型化等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于環(huán)境污染物的實(shí)時(shí)快速監(jiān)測(cè)，是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的重要研究方向之一。遺憾的是，近年來發(fā)展的硫酸根離子電極因選擇性欠佳，環(huán)境樣品中的親脂性陰離子如高氯酸根、硫氰根等會(huì)造成較大干擾，這類電極尚不能用于實(shí)際環(huán)境樣品的測(cè)試。
近日，青島科技大學(xué)環(huán)境學(xué)院青年教師李龍博士團(tuán)隊(duì)及錢翌教授團(tuán)隊(duì)在前期研究工作的基礎(chǔ)上(Analytical Chemistry, 2020, 92(21): 14740-14746;ACS Sensors, 2020, 5(11)：3465-3473;Sensors and Actuators B: Chemical，2020，129151)，開發(fā)了新型硫酸根載體并構(gòu)建了高選擇性硫酸根聚合物膜電極，相關(guān)成果以“Hydrogen Bond-Based Macrocyclic and Tripodal Neutral Ionophores for Highly Selective Polymeric Membrane Sulfate-Selective Electrodes”為題發(fā)表在國際經(jīng)典期刊ACS Sensors(一區(qū)TOP期刊，IF=7.33)上。
文章以方酰胺及硫脲為氫鍵給體，通過設(shè)計(jì)分子的空間結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了對(duì)硫酸根具有高選擇性、強(qiáng)結(jié)合能力的環(huán)狀及具有三維結(jié)構(gòu)的離子載體，并據(jù)此構(gòu)建了高選擇性硫酸根離子選擇性電極。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，開發(fā)的新型硫酸根離子選擇性電極具有良好的選擇性及靈敏度，環(huán)境水體中常見的陰離子如高氯酸根、硫氰根、硝酸根等不干擾硫酸根離子的檢測(cè)，目前該傳感器已成功用于飲用水中硫酸根離子含量的測(cè)定。該進(jìn)展的相關(guān)文章以青島科技大學(xué)為第一單位，環(huán)境學(xué)院李龍博士為論文的通訊作者及第一作者。
該工作得到了山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、山東省自然科學(xué)基金、青島市基礎(chǔ)創(chuàng)新專項(xiàng)及國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、生態(tài)化工協(xié)同創(chuàng)新中心及青島科技大學(xué)化學(xué)學(xué)部等支持。
