青島科大利用高選擇性硫酸根聚合物膜電極研發(fā)環(huán)境傳感器

環(huán)境水體中陰離子含量如硫酸根濃度為重要的水質指標，飲用水中硫酸根離子濃度超標會引起急性腹瀉。聚合物膜離子選擇性電極因其較高的靈敏度、較低的成本、易于微型化等優(yōu)點被廣泛用于環(huán)境污染物的實時快速監(jiān)測，是環(huán)境科學領域的重要研究方向之一。遺憾的是，近年來發(fā)展的硫酸根離子電極因選擇性欠佳，環(huán)境樣品中的親脂性陰離子如高氯酸根、硫氰根等會造成較大干擾，這類電極尚不能用于實際環(huán)境樣品的測試。

近日，青島科技大學環(huán)境學院青年教師李龍博士團隊及錢翌教授團隊在前期研究工作的基礎上(Analytical Chemistry, 2020, 92(21): 14740-14746;ACS Sensors, 2020, 5(11)：3465-3473;Sensors and Actuators B: Chemical，2020，129151)，開發(fā)了新型硫酸根載體并構建了高選擇性硫酸根聚合物膜電極，相關成果以“Hydrogen Bond-Based Macrocyclic and Tripodal Neutral Ionophores for Highly Selective Polymeric Membrane Sulfate-Selective Electrodes”為題發(fā)表在國際經典期刊ACS Sensors(一區(qū)TOP期刊，IF=7.33)上。

文章以方酰胺及硫脲為氫鍵給體，通過設計分子的空間結構，構建了對硫酸根具有高選擇性、強結合能力的環(huán)狀及具有三維結構的離子載體，并據此構建了高選擇性硫酸根離子選擇性電極。實驗結果表明，開發(fā)的新型硫酸根離子選擇性電極具有良好的選擇性及靈敏度，環(huán)境水體中常見的陰離子如高氯酸根、硫氰根、硝酸根等不干擾硫酸根離子的檢測，目前該傳感器已成功用于飲用水中硫酸根離子含量的測定。該進展的相關文章以青島科技大學為第一單位，環(huán)境學院李龍博士為論文的通訊作者及第一作者。

該工作得到了山東省重點研發(fā)計劃、山東省自然科學基金、青島市基礎創(chuàng)新專項及國家重點實驗室、中科院重點實驗室、生態(tài)化工協(xié)同創(chuàng)新中心及青島科技大學化學學部等支持。