光纳乙烯离子船基可重复使用纸作为重金属离子传感器的敏感和选择性传感器:RSM,优化和DFT建模
Salah M Tawfik1, Ahmed A Farag2, Ali A Abd-Elaal1
1Egyptian Petroleum Research Institute, Cairo, 11727, Egypt.
Journal of fluorescence
|September 15, 2023
概括
一个新的纳夫他林酸基希夫基 (NCSB) 传感器在水中检测重金属 (Mn2+) 和 (Co2+). 这种可重复使用的纸质传感器为环境监测提供了高灵敏度和选择性.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 分析化学 分析化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 像Mn2+和Co2+这样的重金属由于其毒性而构成重大环境和健康风险.
- 准确检测这些污染物对于环境安全和人类健康保护至关重要.
- 现有的检测方法可能缺乏选择性,敏感性或可重复使用性.
研究的目的:
- 开发一种新的,选择性的,可重复使用的基于纸张的光传感器,用于检测Mn2+和Co2+离子.
- 描述传感器的性能,包括灵敏度,选择性和最佳检测条件.
- 为了验证传感器在现实世界环境水样中的适用性.
主要方法:
- 使用FT-IR,H-NMR和MS,合成和描述一个纳夫他林酸 Schiff基 (NCSB) 传感器.
- 在其他金属离子的存在下,评估传感器对Mn2+和Co2+的选择性.
- 在水溶液中确定传感器的检测极限 (LOD) 和肉眼检测能力.
- 为复合反应优化化时间和pH值.
- 传感器在环境水样中的应用和使用响应表面方法 (RSM) 和密度函数理论 (DFT) 的分析.
主要成果:
- 合成的NCSB传感器通过蓝色到无色光变化选择检测到Mn2+和Co2+离子.
- 传感器表现出高灵敏度,Mn2+的LOD为0.014μM,Co2+的LOD为0.041μM.
- 裸眼检测极限低至Mn2+的0.65微米,Co2+的0.086微米.
- 在pH值为7-11的情况下,最佳检测发生在5分钟内.
- 传感器在环境水样中显示出良好的回收率 (94.8-105.9%).
- DFT的计算支持了实验结果.
结论:
- 开发的纸质NCSB传感器是一种高度敏感,选择性和可重复使用的工具,用于检测Mn2+和Co2+.
- 该传感器能够以肉眼快速检测水溶液和环境样本中的这些重金属.
- 这种传感器为现场环境监测有毒重金属提供了一个有希望的方法.
