近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员耿旭辉、副研究员李盛红团队与研究员邓德会团队合作，研制出基于“铠甲”传感材料的抗硫中毒的水中硫离子传感器。相关成果发表在《传感器和执行器B：化学》上。
硫化物作为石化、皮革、造纸和食品加工行业的副产物，广泛存在于工业废水中。硫化物对生物具有高度的神经毒性，长期接触会引起严重的疾病问题。此外，硫化物由于其强碱性，易腐蚀仪器和管道，给工厂造成经济损失。因此，对废水中的硫离子进行在线检测具有十分重要的意义，硫化物极易导致电化学传感器中毒是目前该技术实际应用中最大的挑战。
本工作中，合作团队开发了一种石墨烯壳层封装钴镍纳米粒子的铠甲传感材料（CoNi@NGs），并基于此材料研制出抗硫中毒的硫离子电化学传感器。合作团队还研制了一套在线流动系统，以实现对水样中硫离子的在线检测。其研制的传感器连续检测10 μM的硫离子80个小时后，传感器的响应电流仍保持不变，这主要由于CoNi@NGs中石墨烯壳层可以物理隔离核层金属与外部环境，防止金属被腐蚀以及生成金属硫化物。此外，CoNi@NGs还具有强疏硫性，可以排斥硫单质，产生自清洁作用，从而有效防止硫离子的氧化产物硫单质沉积在传感材料上。
该传感器对硫离子具有良好的特异性，对实际水样中常见干扰离子的选择性超过100倍，非常适合用于实际水样中硫离子的在线检测。合作团队将研制的传感器应用于实际水样包括工业废水、池塘水和海水中硫离子的检测，已在工业废水中检测出65.6 μM的硫离子。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136868
Anti-sulfur poisoning electrochemical sensor for sulfur ions based on nitrogen-doped graphene-encapsulated cobalt-nickel nanoparticles
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