绿色电化学检测的铜在酒精饮料使用青叶废物电极和数字双胞胎集成

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 对微量金属的可持续监测对于食品安全和监管合规性至关重要.
• 传统的分析方法具有环境缺陷和高成本.
• 电化学传感采用受到材料采购,成本和数字集成的限制.

研究的目的:

• 开发一种低成本,可再生的电化学传感器,用于微金属检测.
• 为了利用Agave bagasse,一个农业工业废物,用于传感器制造.
• 将传感器与数字双胞胎集成,用于高级监控.

主要方法:

• 碳糊电极的制造,使用来自阿加韦的活性炭.
• 使用开发的传感器进行电化学表征和铜检测.
• 在真实饮料样品中与原子吸收光谱学对比的验证.
• 集成到一个MATLAB-Simulink数字双胞胎原型中.

主要成果:

• 成功合成了来自Agave bagasse的活性炭 (873 m2 g−1, -COOH功能化).
• 传感器显示了敏感的铜检测 (量化极限为60μg L-1,线性范围为60-2000μg L-1).
• 传感器的性能与特基拉和梅斯卡尔中的原子吸收光谱学相当.
• 数字双胞胎集成使实时模拟和自动警报成为可能.

结论:

• 树可以被提升为活性炭,用于具有成本效益的电化学传感器.
• 开发的传感器为微金属监测提供了一个可持续的,数字化的替代方案.
• 这种方法减少了化学品的使用,能源需求和质量控制中的设备复杂性.