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J-GLOBAL ID：201702212225147636   整理番号：17A0134406

吸着剤支援in situ電極触媒反応:Auナノ粒子で高密度に装飾したFe₃O₄ナノスフェアによる水中のAs(III)の超高感度検出

Adsorbent Assisted in Situ Electrocatalysis: An Ultra-Sensitive Detection of As(III) in Water at Fe₃O₄ Nanosphere Densely Decorated with Au Nanoparticles

著者 (9件)： WEI Juan (Inst. of Intelligent Machines, Chinese Acad. of Sci., Hefei, CHN) ,  WEI Juan (Univ. Sci. and Technol. of China, Hefei, CHN) ,  LI Shan-Shan (Inst. of Intelligent Machines, Chinese Acad. of Sci., Hefei, CHN) ,  LI Shan-Shan (Univ. Sci. and Technol. of China, Hefei, CHN) ,  GUO Zheng (Inst. of Intelligent Machines, Chinese Acad. of Sci., Hefei, CHN) ,  CHEN Xing (Inst. of Intelligent Machines, Chinese Acad. of Sci., Hefei, CHN) ,  LIU Jin-Huai (Inst. of Intelligent Machines, Chinese Acad. of Sci., Hefei, CHN) ,  HUANG Xing-Jiu (Inst. of Intelligent Machines, Chinese Acad. of Sci., Hefei, CHN) ,  HUANG Xing-Jiu (Univ. Sci. and Technol. of China, Hefei, CHN)
資料名： Analytical Chemistry  (Analytical Chemistry)
巻： 88  号： 2  ページ： 1154-1161  発行年： 2016年01月19日 
JST資料番号： A0395A  ISSN： 0003-2700  CODEN： ANCHAM  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 飲料水中のヒ素汚染は,3価の亜ヒ酸塩[As(III)]および5価のヒ酸塩[As(V)]として起こる。世界では約20カ国がヒ素汚染に苦しんでおり,その汚染レベルは世界保健機関(WHO)の暫定ガイドライン値10pg/L(10ppb)よりも高い。ヒ素中毒は,迅速な検出戦略を必要とする緊急の問題である。本研究では,Auナノ粒子で高密度に装飾したFe₃O₄ナノスフェアによるAs(III)の超高感度検出のための吸着剤支援in situ電極触媒の概念を報告する。3-アミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS)官能化Fe₃O₄ナノスフェアとAuナノ粒子(径;3~9nm)からAu@Fe₃O₄ナノスフェアを調製した。このナノスフェアと室温イオン性液体(RTIL)の無水アルコール懸濁液をスクリーン印刷炭素電極(SPCE)表面に添加し,室温で蒸発させて,Au@Fe₃O₄-RTIL SPCEを作製した。比較のために,Au-RTIL,Fe₃O₄-RTILおよびAu@Fe₃O₄ SPCEも同様に作製した。これらのSPCEを用い,矩形波アノーディックストリッピングボルタンメトリー(SWASV)で測定した。As(III)の感度はAu@Fe₃O₄-RTIL SPCEが最も高く,0.18~1ppbおよび1~10ppbの濃度範囲で異なり,それぞれ,458.66μAppb^-1cm^-2および86.89μAppb^-1cm^-2であった。Au NPsの触媒作用,Fe₃O₄ミクロスフェアの吸着特性およびRTILの高い粘度と良好な固有導電率により,Au@F_eO₄-RTILの感度は従来の研究よりも1桁高かった。一方As(V)の感度は,21.57μAppb^-1cm^-2(0.4~1ppb)と14.12μAppb^-1cm^-2(1~10ppb)であった(pH=5.0)。As(V)の安定性と動力学的制限により,As(V)はAs(III)よりも測定が困難で,その還元には極めて負の電位が必要であった。その感度は同じ電極でAs(III)よりもはるかに低かった。Au@Fe₃O₄-RTIL SPCEを用いたAs(III)検出における,他成分の干渉も研究した。Cu(II)は大幅に感度を低下させ干渉するが,Cd(II),Hg(II),Pb(II)の干渉は,ほとんど認められなかった。本Au@Fe₃O₄-RTIL SPCEを用いて,実際の貯水池水と水道水にAs(III)をスパイクしてSWASVで測定した。As(III)濃度0.1~0.9ppbで線形関係(R2=0.996)を示し,回収実験で90~110%の回収率を得た。本法は,不活性/非導電性表面改質とは対照的に,As(III)を検出前に脱着して電極に拡散する必要はない。また,先に開発された純金ナノ粒子改質電極で必須である厳密な形態制御は不要である。これらの結果から,Au@Fe₃O₄ナノスフェアは実際のマトリックスでの使用に適していると考えられる。

シソーラス用語： *吸着剤 ,  触媒反応 ,  *電気化学反応 ,  *酸化鉄 ,  *ナノ構造 ,  ナノ粒子 ,  水中 ,  *ヒ素 ,  高感度 ,  *検出 ,  イオン液体 ,  炭素電極 ,  アノーディックストリッピングボルタンメトリー ,  金属イオン ,  銅化合物 ,  干渉
準シソーラス用語： 電極触媒反応 ,  四三酸化鉄 ,  ナノスフェア ,  三価ヒ素 ,  室温イオン性液体 ,  スクリーン印刷炭素電極 ,  銅イオン(2+)

分類 (3件)： 無機化合物の電気分析  (CC05024D) ,  重金属とその化合物一般  (SB05021R) ,  分析機器  (CC02020S)

物質索引 (1件)： 3-アミノプロピルトリメトキシシラン

タイトルに関連する用語 (8件)： 吸着剤 ,  支援 ,  電極触媒反応 ,  Auナノ粒子 ,  装飾 ,  ナノスフェア ,  水中 ,  高感度