鉑納米粒子/埃洛石納米管催化發(fā)光傳感器快速檢測甲酸乙酯和臭氧

史朝霞 胡玉斐 李攻科

（中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院，廣州 510006）

近年來，貴金屬納米粒子（NPs）因其新穎的物理化學(xué)性質(zhì)以及在電子[1]、光學(xué)器件[2-3]、燃料電池[4]、化學(xué)傳感器[5]、催化[6]和生物材料[7]等方面的應(yīng)用潛能而引備受關(guān)注。貴金屬NPs 的性能依賴于活性金屬的高度分散。然而，由于高表面能，游離貴金屬NPs 容易聚集，導(dǎo)致催化活性和可重復(fù)利用性大幅度降低。因此，在制備貴金屬NPs 時為了防止團(tuán)聚，通常需要使用穩(wěn)定劑，這是控制貴金屬NPs 生長和調(diào)整其化學(xué)和物理性質(zhì)的基本手段。然而，對于一些特殊的應(yīng)用，例如表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）、生物傳感和催化，無穩(wěn)定劑的合成方法效果更好，這是因為合成物在獲得的納米顆粒表面沒有殘留，避免了干擾[8-9]。負(fù)載型貴金屬NPs 可有效防止團(tuán)聚，避免使用穩(wěn)定劑。更重要的是，基底可能與貴金屬NPs 存在協(xié)同效應(yīng)，從而增強(qiáng)了貴金屬NPs 的性能。目前已報道的載體類型包括有機(jī)聚合物材料[10]、金屬有機(jī)骨架配合物[11]、碳材料[12]、二氧化硅[13]和沸石[14]等。

除上述載體材料外，粘土礦物因具有優(yōu)異的化學(xué)和熱穩(wěn)定性及多樣的納米結(jié)構(gòu)，有望發(fā)展成為優(yōu)良的載體。埃洛石粘土是由高嶺土薄片軋制而成的一種天然資源豐富的材料[15]，在我國有大量可用的純度高達(dá)90%～98%的埃洛石納米管（Halloysite nanotubes，HNTs）粘土材料[15-16]。HNTs 因其固有的空心管狀結(jié)構(gòu)和內(nèi)外表面電荷差，可作為性能良好的載體材料[17]。由于HNTs 的經(jīng)濟(jì)性和生物相容性[18]，已被用于開發(fā)具有優(yōu)異的幾何結(jié)構(gòu)和表面性能的新型納米材料，用于催化和生物技術(shù)領(lǐng)域[19-20]。此外，納米管型粘土還具有穩(wěn)定性高、耐有機(jī)溶劑、易于處理和可重復(fù)使用[21]等優(yōu)點。與碳納米管相比，HNTs 是經(jīng)濟(jì)可行的天然材料，具有不同的內(nèi)外化學(xué)性質(zhì)和表面豐富的羥基等獨特的性質(zhì)[22-23]，而這些基團(tuán)有利于貴金屬NPs 的固載[24-25]。將粘土材料引入催化發(fā)光（CTL）傳感材料體系有利于構(gòu)建新型CTL 傳感器。

基于CTL 的氣體傳感器在反應(yīng)過程中只消耗分析物和氧氣，而不損失傳感材料，是一種耐用和低成本的氣體檢測分析工具[26-27]。對CTL 傳感器的機(jī)理研究表明，活性氧在信號增強(qiáng)方面發(fā)揮了重要作用[28-29]。臭氧作為最廣泛的活性氧種類之一，其對CTL 信號的增強(qiáng)效應(yīng)備受關(guān)注。臭氧具有比氧氣更強(qiáng)的氧化能力，能促進(jìn)化合物分解[30-31]，而且氧化產(chǎn)物無毒無害。臭氧在催化劑表面分解時能產(chǎn)生大量活性氧物質(zhì)，提高CTL 方法的靈敏度。其次，臭氧通過氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)殺菌作用。臭氧對細(xì)菌的滅活反應(yīng)速度很快，常被用于殺菌消毒、果蔬保鮮消毒、醫(yī)療衛(wèi)生、食品行業(yè)消毒和禽類養(yǎng)殖消毒等領(lǐng)域。選擇合適的探針分子，CTL 的信號強(qiáng)度也可用于定量測定載氣中的臭氧濃度。

本研究以天然粘土材料HNTs 為載體，設(shè)計并合成了Pt NPs@HNTs 納米復(fù)合材料，并基于此構(gòu)建了CTL 氣體傳感器用于快速檢測甲酸乙酯（圖1）和臭氧。通過檢測飲料樣品中的甲酸乙酯和空氣中的臭氧含量驗證了此傳感器的實用性。

圖1 鉑納米粒子/埃洛石納米管（Pt NPs@HNTs）的合成過程（A）及構(gòu)建催化發(fā)光（CTL）傳感器的原理圖（B）Fig.1 Synthesis process of platinum nanoparticles@halloysite nanotube (Pt NPs@HNTs) composite materials(A) and the principle of fabricated cataluminescence (CTL) sensor

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

PHILIPS TECNAI 10 透射電子顯微鏡（TEM，荷蘭Philips 公司）；D8 ADVANCE X 射線粉末衍射儀（Cu 靶，3 kW，德國布魯克公司）；Escalab-250 X 射線光電子能譜儀（XPS，美國Thermo Fisher Scientific公司）；2-JZ 型BPCL 微弱化學(xué)發(fā)光測量儀（中國科學(xué)院生物物理研究所）。

六水合氯鉑酸（H2PtCl6·6H2O，AR，99.8%）、苯甲酸（AR，99.8%）、冰醋酸（99.8%）、丙酮（AR，98%）和甲酸乙酯（分析標(biāo)準(zhǔn)品，≥99.5%）購自Aladdin Chemical 公司（上海）;乙二醇（AR，98%）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP，分子量55000）和乙醇（AR，98%）購自百靈威試劑有限公司。其它試劑均為分析純。埃洛石納米管（西安茗創(chuàng)達(dá)生物科技有限公司）。實驗用水為超純水（18.3 MΩ?cm）。

1.2 材料合成

參照文獻(xiàn)[32]的方法制備Pt NPs。在雙頸圓底燒瓶中，將H2PtCl6?6H2O（50.75 mg，0.098 mmol）和222 mg PVP 溶于20 mL 乙二醇中，得到的混合溶液于180 ℃反應(yīng)10 min，制得PVP-Pt NPs，然后用丙酮沉淀，8000 r/min 離心5 min，用丙酮和己烷清洗去除多余的游離PVP，再分散到DMF 中，得到濃度約為1 mg/mL 的Pt NPs 膠體溶液。

將150 mg HNTs 超聲分散于100 mL 無水乙醇中，加入30 mL Pt NPs，繼續(xù)超聲20 min 后，室溫攪拌4 h，產(chǎn)物離心并水洗3 次，得到復(fù)合材料Pt NPs@HNTs。

1.3 CTL傳感器的制備

分別稱取0.8 g HNTs 和Pt NPs@HNTs 與3.0 mL 超純水混合，得到泥漿狀懸濁液。將一定體積懸濁液均勻涂抹于陶瓷加熱棒上，在空氣中晾干，形成催化層。將涂有催化劑層的陶瓷加熱棒置于具有入氣口和出氣口的石英管（長度8.5 cm，直徑1.0 cm）中組成CTL 反應(yīng)室（石英管為自行設(shè)計加工得到）。陶瓷加熱棒與調(diào)壓器相連，溫度由直流電源（DC power）通過調(diào)節(jié)輸出電壓控制。采用BPCL 超弱發(fā)光分析儀檢測并記錄CTL 信號。如無特殊說明，每次CTL 實驗的樣品進(jìn)樣量為1 mL。

1.4 實際樣品分析

1.4.1 飲料中甲酸乙酯的檢測

從當(dāng)?shù)爻匈徺I3 種咖啡和4 種果汁實際樣品。取10 mL 飲料樣品置于20 mL 頂空瓶中，密封，室溫放置過夜。取上層氣體進(jìn)行檢測，每次進(jìn)樣1 mL。利用制備的CTL 傳感器對每個樣品進(jìn)行測定并記錄信號，計算樣品中的甲酸乙酯含量。

1.4.2 空氣中臭氧的檢測

在一個封閉房間內(nèi)，利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)臭氧1 h 后，分別在1～20 min（1）、20～40 min（2）、40～60 min（3）和60～80 min（4）時間段內(nèi)采樣，分別以4 個時間段內(nèi)采集的樣品作為載氣，測定探針分子（100 mg/L 甲酸乙酯）的信號強(qiáng)度，計算樣品中的臭氧含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 材料形貌表征

采用TEM 對不同材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。由圖2A 和2B 可見，HNTs 具有特征的空心管狀結(jié)構(gòu)，納米管寬度約為50 nm，空心結(jié)構(gòu)寬度約為15 nm。由圖2C 和2D 可見，粒徑約3 nm 的Pt NPs 分布于HNTs 管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)外部，表明Pt NPs@HNTs 復(fù)合材料的成功合成。HNTs 的管狀結(jié)構(gòu)為負(fù)載Pt NPs 提供了載體，克服了Pt NPs 易團(tuán)聚導(dǎo)致催化活性降低的問題，而Pt NPs 的負(fù)載有利于改善HNTs的催化活性。因此，Pt NPs@HNTs 復(fù)合材料可能具有比單獨的Pt NPs 和HNTs 更優(yōu)良的性能。

圖2 HNTs（A、B）和Pt NPs@HNTs（C、D）的透射電子顯微鏡（TEM）圖Fig.2 Transmission electron microscopy (TEM) images of HNTs (A,B) and Pt NPs@HNTs (C,D)

2.2 Pt NPs@HNTs的成分表征

采用XPS 對Pt NPs@HNTs 的元素組成進(jìn)行表征，結(jié)果如圖3 所示。XPS 總譜圖（圖3A）顯示了Si、Al、Pt 以及C、N、O 的存在。雖然在總譜圖中Pt 4f 與Al 2p 的軌道能存在重疊，但在Pt 4f 軌道的擬合圖譜中可以清楚看出Pt 4f7/2和Pt 4f5/2雙重態(tài)的存在，結(jié)合能分別為70.1 和72.97 eV，符合零價鉑的Pt 4f7/2和Pt 4f5/2結(jié)合能，表明復(fù)合材料中包含Pt（0），證明了Pt NPs@HNTs 復(fù)合材料被成功合成。

圖3 （A）Pt NPs@HNTs 和（B）Pt 4f-Al 2p 的X 射線光電子能譜（XPS）圖Fig.3 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) patterns of Pt NPs@HNTs (A) and Pt 4f-Al 2p (B)

2.3 Pt NPs@HNTs的CTL性能研究

以Pt NPs@HNTs 為催化劑，考察了醇類、醚類、酮類、醛類和酯類等揮發(fā)性有機(jī)物的CTL 響應(yīng)，并分別以空氣和臭氧為載氣，研究了臭氧對CTL 信號的增強(qiáng)效應(yīng)。由圖4 可見，以空氣為載氣和氧化劑時，乙醇、甲醇、正己醇、甲基叔丁基醚（MTBE）、丙酮、丁酮、乙酰丙酮和甲酸乙酯等物質(zhì)的CTL 信號較弱；用臭氧作為載氣和氧化劑時，CTL 信號明顯增強(qiáng)。因此，采用臭氧作為氧化劑可以增強(qiáng)分析物的檢測靈敏度。當(dāng)某種分析物的CTL 信號增強(qiáng)效應(yīng)與作為載氣的臭氧濃度相關(guān)時，可采用該分析物的CTL信號值作為響應(yīng)值，用于測定載氣中臭氧的濃度。本研究選擇甲酸乙酯考察本方法的可行性。選擇甲酸乙酯作為探針分子是基于2 個原因：一是甲酸乙酯對臭氧特別敏感，可感知載氣中臭氧濃度的變化；二是甲酸乙酯作為飲料中的食品添加劑，國家標(biāo)準(zhǔn)對其含量水平有明確要求，可建立用于檢測飲料中甲酸乙酯的CTL 分析方法。

圖4 分別以空氣和臭氧為載氣時，不同分析物在Pt NPs@HNTs 表面的CTL 強(qiáng)度Fig.4 CTL signals of different analytes on the surface of Pt NPs@HNTs with air or ozone as carrier gas

2.4 可行性實驗

為考察本方法的可行性，檢測了Pt NPs@HNTs 對1.0、5.0 和10.0 mg/L 甲酸乙酯的CTL 響應(yīng)。結(jié)果如圖5A 所示，以Pt NPs@HNTs 為催化劑時，甲酸乙酯的CTL 信號強(qiáng)度隨其濃度增加而增大，因此，可采用Pt NPs@HNTs 為催化劑建立檢測飲料樣品中甲酸乙酯含量的CTL 分析方法。考察了不同濃度的臭氧對10 mg/L 甲酸乙酯CTL 信號的增強(qiáng)作用。如圖5B 所示，隨著載氣中臭氧濃度升高，10 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號逐漸增強(qiáng)。因此，本研究采用10 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號作為響應(yīng)值，用于表征載氣中臭氧的濃度。

圖5 （A）不同濃度的甲酸乙酯在Pt NPs@HNTs 表面的CTL 信號；（B）以不同濃度的臭氧為載氣時，10 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號Fig.5 (A) CTL response of different concentrations of ethyl formate on the surface of Pt NPs@HNTs;(B) CTL response of 10 mg/L ethyl formate using different concentrations of ozone as carrier gas

2.5 甲酸乙酯快速檢測方法

以Pt NPs@HNTs 為催化劑，臭氧為載氣，建立了測定飲料中甲酸乙酯含量的CTL 分析方法。

2.5.1 條件優(yōu)化

在CTL 分析方法中，載氣不僅承擔(dān)將分析樣品引入CTL 反應(yīng)室的作用，同時為催化氧化反應(yīng)提供所需的氧化劑。樣品與載氣在流路中混合后進(jìn)入反應(yīng)室發(fā)生催化氧化反應(yīng)，產(chǎn)生CTL 信號，因此，載氣中氧化劑的含量和氧化能力會影響CTL 信號的強(qiáng)度。本研究采用臭氧作為載氣，臭氧由臭氧發(fā)生器提供，其濃度可調(diào)。通過考察臭氧濃度與CTL 強(qiáng)度的關(guān)系，得到最優(yōu)的臭氧濃度載氣。如圖6A 所示，當(dāng)臭氧濃度從0 逐漸增至20 mg/L 時，信號強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，這可能是由參加反應(yīng)的臭氧濃度增加所引起；當(dāng)臭氧濃度由20 mg/L 增至50 mg/L，信號強(qiáng)度開始有所下降，這可能是因為反應(yīng)過程中臭氧過飽和，導(dǎo)致反應(yīng)物與催化材料接觸不充分。因此，選擇輔助甲酸乙酯檢測的最佳臭氧濃度為20 mg/L。

圖6 臭氧濃度（A）、反應(yīng)溫度（B）和檢測波長（C）對10 mg/L 甲酸乙酯CTL 信號（a）和信噪比(S/N)（b）的影響；（D）重復(fù)性實驗Fig.6 Influences of ozone concentration (A),working temperature (B) and wavelength (C) on CTL intensity(line a) and signal to noise ratio (S/N) value (line b);(D) Repeatability of 10 mg/L ethyl formate

CTL 的反應(yīng)溫度也與分析方法的靈敏度相關(guān)。溫度不僅影響背景噪音，更重要的是影響催化劑的催化活性?？疾炝藴囟葘?0 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號強(qiáng)度和信噪比（S/N）的影響。如圖6B 所示，在溫度逐漸升至228 ℃過程中，發(fā)光強(qiáng)度和S/N均隨著反應(yīng)溫度升高而逐漸增大；當(dāng)溫度由228 ℃升至240 ℃，CTL 信號強(qiáng)度繼續(xù)增加，但S/N逐漸減小，這是由于隨著溫度升高，背景噪音顯著增大，在228 ℃時具有最高的S/N。因此，選擇228 ℃作為最優(yōu)溫度。

濾光片的波長也會影響CTL 分析方法的靈敏度。不同的CTL 反應(yīng)體系具有不同的特征發(fā)射光譜，為探究甲酸乙酯CTL 體系的特征發(fā)射光譜，選取波長為320、350、380、400、425、440 和460 nm 的光學(xué)濾光片進(jìn)行檢測波長優(yōu)化實驗，以探究檢測波長與發(fā)光信號強(qiáng)度和S/N的關(guān)系。如圖6C 所示，當(dāng)波長由320 nm 增至380 nm，信號強(qiáng)度與S/N均逐漸增大；當(dāng)波長由380 nm 增至460 nm，S/N與信號強(qiáng)度均開始下降。因此，選擇380 nm 作為甲酸乙酯檢測的最佳波長。

Pt NPs@HNTs 復(fù)合材料催化活性的重復(fù)性是所建立的氣體傳感器能否用于實際樣品檢測的重要指標(biāo)。以10 mg/L 甲酸乙酯為探針分子，研究了Pt NPs@HNTs 的CTL 活性的重復(fù)性。如圖6D 所示，連續(xù)15 次測定的CTL 信號的RSD=3.8%，表明Pt NPs@HNTs 復(fù)合材料具有良好的CTL 信號重復(fù)性。

2.5.2 方法的分析性能

采用1 L 的聚四氟乙烯采樣袋配制濃度為0.10、0.50、1.00、5.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0 和70.0 mg/L 的甲酸乙酯氣體。首先向1 L 的聚四氟乙烯采樣袋中鼓入1 L 的氧氣作為基底氣體，然后將準(zhǔn)確體積的甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品注入該聚四氟乙烯采樣袋，靜置至甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品完全揮發(fā)后，得到不同濃度的甲酸乙酯氣體樣品。在最優(yōu)條件下，測定其CTL 信號，結(jié)果如圖7A 所示。以信號強(qiáng)度對甲酸乙酯的濃度進(jìn)行線性擬合，結(jié)果見圖7B。隨著甲酸乙酯濃度增加，CTL 信號逐漸增強(qiáng)，在0.10～70 mg/L 范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性關(guān)系，線性方程為y=214.8x+251.7（R2=0.9949），檢出限（S/N=3）為4.7 μg/L。

圖7 （A）不同濃度（mg/L）甲酸乙酯的CTL 響應(yīng)曲線；（B）甲酸乙酯濃度與發(fā)光強(qiáng)度的線性擬合曲線Fig.7 (A)CTL response of different concentrations(mg/L)of ethyl formate;(B)Calibration plots of CTL signal intensity versus ethyl formate concentration

2.5.3 飲料樣品分析

為考察此傳感器對于實際樣品中甲酸乙酯的定量檢測性能，將其用于7 種飲料樣品（3 種咖啡和4 種果汁）中甲酸乙酯含量的測定。每個飲料樣品中均檢出了甲酸乙酯。圖8A 為咖啡樣品1 的CTL 曲線，圖8B 為果汁樣品1 的CTL 曲線，兩者均直接測出了甲酸乙酯的信號峰（曲線a）。對每個樣品進(jìn)行3 個不同甲酸乙酯濃度水平（0.500、3.00 和10.0 mg/L）的加標(biāo)回收實驗，回收率在92.6%～106.3%之間，RSD為2.1%～4.2%（表1）。檢測結(jié)果表明，基于Pt NPs@HNTs 的CTL 分析方法準(zhǔn)確可靠、簡單快速，可用于快速分析飲料樣品中甲酸乙酯的含量。

表1 飲料樣品測定和加標(biāo)回收實驗結(jié)果Table 1 Detection results and spiking recoveries of ethyl formate in beverages

圖8 （A）咖啡樣品1 的CTL 曲線（a）、1.00 mg/L 甲酸乙酯標(biāo)品的CTL 曲線（b）和咖啡樣品加標(biāo)0.50 mg/L 甲酸乙酯后的CTL 曲線；（B）果汁樣品1 的CTL 曲線（a）、5.00 mg/L 甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品的CTL曲線（b）和果汁樣品加標(biāo)5.00 mg/L 甲酸乙酯后的CTL 曲線Fig.8 (A) CTL curves of coffee sample 1 (a),1.00 mg/L ethyl formate (b) and coffee sample spiked with 0.50 mg/L ethyl formate(c);(B)CTL curves of fruit juice sample 1(a),5.00 mg/L ethyl formate(b)and fruit juice sample spiked with 5.00 mg/L ethyl formate (c)

2.6 臭氧快速檢測方法

2.6.1 條件優(yōu)化

為了提高臭氧檢測的靈敏度，對影響CTL 強(qiáng)度的波長和溫度進(jìn)行了優(yōu)化。如圖9 所示，臭氧檢測的最佳波長為380 nm（圖9A），最佳溫度為210 ℃（圖9B）。

圖9 波長（A）和溫度（B）對50 mg/L 甲酸乙酯CTL 信號（a）和S/N（b）的影響Fig.9 Influences of wavelength (A),working temperature (B) on CTL intensity (line a) and S/N value (line b)

2.6.2 臭氧傳感器的重復(fù)性和重現(xiàn)性

考察了所構(gòu)建的臭氧傳感器的重復(fù)性和重現(xiàn)性。如圖10A 所示，在臭氧濃度25 mg/L 時，連續(xù)測定11 次，發(fā)光信號強(qiáng)度的RSD 為1.4%，表明其具有良好的重復(fù)性。此外，平行制備9 個傳感器，在臭氧濃度為25 mg/L 條件下，測定探針分子對10.0 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號，以考察傳感器的重現(xiàn)性，結(jié)果如圖10B 所示，RSD=3.6%，表明此傳感器具有良好的重現(xiàn)性。

圖10 （A）重復(fù)性實驗；（B）重現(xiàn)性實驗；（C）不同濃度（mg/L）臭氧下10 mg/L 甲酸乙酯的CTL 響應(yīng)曲線；（D）臭氧濃度與10 mg/L 甲酸乙酯發(fā)光強(qiáng)度的線性擬合關(guān)系Fig.10 Repeatability (A) and reproducibility (B) test results;(C) CTL response of 10 mg/L ethyl formate at different concentrations(mg/L)of ozone;(D) Calibration plots of ozone concentrations versus signal intensity of 10 mg/L ethyl formate

在波長為380 nm、溫度為210 ℃條件下，以10 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號為檢測指標(biāo)，考察了臭氧濃度與CTL 信號強(qiáng)度的關(guān)系。如圖10C 所示，隨著臭氧載氣濃度增加，甲酸乙酯的CTL 信號逐漸增強(qiáng)，這是由于增大臭氧濃度催化了更多的甲酸乙酯的反應(yīng)，并且兩者在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)線性相關(guān)。如圖10D所示，以10 mg/L 甲酸乙酯的CTL 信號值作為響應(yīng)值檢測臭氧濃度，方法的線性范圍為0.10～60 mg/L，線性方程為y=186.5x+106.3（R2=0.9927），檢出限（S/N=3）為3.8 μg/L。

2.6.3 空氣樣品分析

在一個封閉房間，利用臭氧發(fā)生器生產(chǎn)臭氧。分別在1～20 min（1）、20～40 min（2）、40～60 min（3）和60～80 min（4）時間段內(nèi)采樣，對此4 個時間段內(nèi)采集的樣品進(jìn)行臭氧含量測定和加標(biāo)回收實驗，結(jié)果如圖11 所示。由圖11 的CTL 曲線可見，在1 h 內(nèi)采集的樣品中均可測到臭氧的存在，并且臭氧的含量隨時間的延長而降低，1 h 后采集的樣品中已檢測不到臭氧的存在。樣品中的臭氧含量及加標(biāo)濃度見表2，回收率為96.0%～107.7%，RSD 為2.6%～4.2%，表明基于PtNPs@HNTs 的CTL 分析方法具有重復(fù)性好、準(zhǔn)確度高和簡單快速等優(yōu)點，可用于空氣中臭氧含量的快速檢測。

表2 空氣樣品中臭氧濃度及加標(biāo)回收實驗結(jié)果Table 2 Detection results and recoveries of ozone in air samples

圖11 不同時間段內(nèi)采集的空氣樣品的CTL 響應(yīng)曲線（a）和添加不同濃度（b:1.00 mg/L;c:3.00 mg/L;d:5.00 mg/L）的臭氧標(biāo)準(zhǔn)氣體后的CTL 響應(yīng)曲線：（A）1～20 min；（B）20～40 min；（C）40～60 min；（D）60～80 minFig.11 CTL curves of Pt NPs@HNTs in different samples collected in(A)1～20,(B)20～40,(C)40～60 and(D)60～80 min from air samples and after the addition of 1.00 (b),3.00 (c) and 5.00 mg/L(d) ozone standard gas

3 結(jié)論

利用天然粘土材料HNTs 為載體負(fù)載Pt NPs，成功合成了Pt NPs@HNTs 復(fù)合材料，并探究了此復(fù)合材料在CTL 氣體傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用，制備了基于Pt NPs@HNTs 的CTL 傳感器。此傳感器被用于飲料中甲酸乙酯含量的測定，線性范圍為0.10～70 mg/L，檢出限為4.7 μg/L（S/N=3），加標(biāo)回收率為92.6%～106.3%，RSD 為2.1%～4.2%。此外，以甲酸乙酯為探針分子建立了基于Pt NPs@HNTs 的CTL 分析方法，用于測定空氣中臭氧的含量，線性范圍為0.10～60 mg/L，檢出限為3.8 μg/L（S/N=3），加標(biāo)回收率為96.0%～107.7%，RSD 為2.6%～4.2%。以上結(jié)果表明，天然粘土材料在構(gòu)建CTL 傳感器領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力。