关键词：
多金属氧酸盐
石墨烯
电化学传感
苏丹红Ⅰ
差分脉冲伏安法
摘要：
研究目的:
苏丹红Ⅰ是一种常见的工业染料,对人体健康具有危害性。目前,苏丹红Ⅰ已经被各国明令禁止添加到食品中。然而,仍有很多不法商贩将其添加到食品中以增加产品色度。因此,迫切需要开发快速灵敏的检测方法来对食品中的苏丹红I进行检测。本研究合成多金属氧酸盐/石墨烯纳米复合材料K10P2W18Fe4（H2O）2O68/CTAB-Gr(Fe4P2W18-CNPs)和Ag3PW12O40/CTAB-Gr（AgPW-CNPs）,并利用其修饰电极构建电化学传感器用于苏丹红I的检测,为食品安全提供创新方法和研究思路。
研究方法:
1.合成十六烷基三甲基溴化铵修饰的石墨烯（CNPs）以及K10P2W18Fe4（H2O）2O68多金属氧酸盐（POMs）纳米材料,并利用紫外分光光度法（UV-Vis）优化两者浓度比值。然后,使用扫描电子显微镜（SEM）对合成的纳米复合材料的结构形貌以及元素组成进行表征。
2.利用共沉淀法合成Ag3PW12O40（AgPW）,并将AgPW与CNPs结合形AgPW-CNPs电极修饰材料后,利用SEM、Zeta电位以及红外光谱法等手段对合成的纳米复合材料进行结构形貌以及元素组成表征。
3.多酸/石墨烯纳米复合材料修饰电极在K3[Fe（CN）6]溶液以及苏丹红Ⅰ溶液中的电化学行为使用循环伏安法（CV）进行分析,并在不同扫描速率下测定苏丹红I溶液,用以研究其电催化氧化特性。
4.反应体系的缓冲液浓度、pH、滴涂量以及累积时间利用差分脉冲伏安法（DPV）进行优化。在最优条件下,建立针对苏丹红I的标准曲线,实现苏丹红I定量检测的目的。同时进一步评价该方法的稳定性、重复性、抗干扰能力以及在实际样品检测中的适用性。
研究结果:
1.扫描电子显微镜结果表明CNPs薄片彼此平铺堆叠,并且其表面吸附了大量的K10P2W18Fe4（H2O）2O68和正十二面体结构的AgPW。
2.电化学结果表明,与裸电极以及CNPs修饰电极相比,Fe4P2W18-CNPs和AgPW-CNPs纳米复合材料修饰电极在苏丹红I中的氧化峰电流最强,极大的提高了苏丹红I检测的灵敏度。此外,AgPW-CNPs修饰电极在0.16 V处存在稳定的银离子氧化峰,可作为内部参考信号有效避免背景干扰,实现对苏丹红I的准确检测。
3.在Fe4P2W18-CNPs修饰电极作为工作电极的苏丹红I电化学传感系统中,利用DPV对各实验条件进行优化。优化结果表明,0.1 mol/L,pH为8.0的磷酸盐缓冲液中,能够实现苏丹红I的最大电化学响应。滴涂15μL的修饰材料后,修饰电极显示出最佳性能。此外,经过120 s富集时间,修饰电极在苏丹红I溶液中获得最强氧化峰。采用同样方法对AgPW-CNPs修饰的玻碳电极（GCE）进行了实验参数的优化。在磷酸盐缓冲液中,浓度为0.025 mol/L,pH值为7.0时,修饰电极在苏丹红I溶液中显示出最强的氧化峰。当滴涂5μL的修饰材料,在苏丹红I溶液中获得了最大的电化学响应值。此外,经过150 s富集时间,修饰电极表现出最佳性能。
4.利用Fe4P2W18-CNPs修饰电极,使用DPV对苏丹红Ⅰ进行定量检测,在0.005μmol/L-2μmol/L线性范围内,该方法的标准曲线为Ipa=0.0537C+0.0163（R2=0.996）;在10μmol/L-200μmol/L线性范围内,该方法的标准曲线为Ipa=0.0016C+0.1180（R2=0.990）,最低检出限（LOD）为5 nmol/L。该检测方法的实际样品加样回收率为97.64%～105.48%。
5.在基于AgPW-CNPs修饰电极对苏丹红I电化学检测过程中,随着苏丹红I浓度的变化,0.6 V处的苏丹红Ⅰ峰值成比率变化,而0.16 V处的银离子氧化峰保持稳定。苏丹红I与AgPW的峰电流比在100 nmol/L至1 mmol/L的浓度范围内呈对数线性相关,符合以下公式:Ipa=0.443 Lg C+0.9428（R2=0.98）,苏丹红I的检测限为100 nmol/L。
6.使用AgPW-CNPs/GCE对苏丹红I进行五次平行测定,苏丹红I的氧化峰电流值相对标准偏差（RSD）为8.47%。并将AgPW-CNPs/GCE在室温条件下储存1、2、3、4和5天。结果显示,在第5天,与初始化学信号相比,电流信号仅有2.14%的下降。在葡萄糖,苯甲酸,钙离子等常见食品干扰成分存在下,苏丹红I对应的电流响应值的相对标准偏差小于8.39%。在加标回收试验中,对含有不同浓度苏丹红I的实际样本进行分析,所得回收率（R%）范围为98.10%至105.38%,RSD（n=5）值低于7.50%。
研究结论:
1.本研究成功制备了多酸/石墨烯纳米复合材料Fe4P2W18-CNPs和AgPW-
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