基于Fe∶TiO2纳米片的光电化学传感器用于水中Cr6+的检测

罗燕妮，万玉丽，米 艳，谭学才，黄月慧，陈全友，冯德芬，艾晨昊

(广西民族大学 化学化工学院 广西高校食品安全与药物分析化学重点实验室 广西林产化学与工程重点实验室，广西 南宁 530008)

重金属离子在环境、毒理学、药学和生物医学等方面的研究越来越受重视[1-2]。铬在环境中主要存在Cr3+和Cr6+两种价态，但它们对环境和健康的影响正好相反。Cr3+相对无害，且在生物过程中扮演着重要的角色，与人类葡萄糖耐量有关[3]。Cr6+具有高氧化电位，其致癌率和毒性大约是Cr3+的100～1 000倍[4]，其主要毒性作用是慢性溃疡、皮炎、鼻中隔腐蚀性反应和肺的局部效应。世界卫生组织(WTO)规定饮用水中的Cr6+最低含量不能超过0.05 mg/L[5]。铬主要污染地下水，污染主要来源于电镀工业、冷却塔、木材处理、皮革鞣、木材保存及钢铁制造业[6]。目前，Cr6+的分析方法有原子发射光谱法[7]、原子吸收光谱法[8]、高效液相色谱法[9]和质谱法[10]等。尽管这些方法在Cr6+的检测方面取得了进展，但也存在着一些诸如工作量大、操作时间过长、不易推广和仪器昂贵等不足。因此迫切需要改进Cr6+的检测方法。近年来，光电化学传感器因具有操作简单、成本低廉、灵敏度高和易于微型化的优点而被广泛关注。

图1 实验原理图Fig.1 Experimental schematic diagram

光电化学传感器是光学和电化学相结合的一种分析技术。利用光照作为激发信号产生电信号(电流或电压)，当目标物存在时，电信号发生改变，从而达到检测的目的[11-12]。在光电传感技术中，光敏材料的选择尤为重要。无机半导体TiO2具有优异的光电活性，良好的稳定性，以及价格低廉的优点，但因其能带较宽，只能吸收紫外光的缺点，限制了其应用范围。……