ZrO₂/rGO纳米复合材料功能化栅极的石墨烯电化学晶体管对甲基对硫磷的超灵敏检测

【作者】 常钢； 陶甜； 周扬； 马明宇； 何汉平； 高难； 蔡志伟； 何云斌；

【机构】 功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室湖北大学材料科学与工程学院； 有机功能分子合成与应用教育部重点实验室湖北大学化学化工学院；

【摘要】 农药的使用为农业发展带来了巨大的经济效益,但其过多的使用以及农残的监管不力带来了严重的环境污染问题和食品安全问题,因此农残检测刻不容缓。本工作结合氧化锆（ZrO₂）对磷酸基团的特殊亲和力和还原氧化石墨烯（r GO）的高比表面积及良好导电性,以电沉积的ZrO₂/rGO纳米复合材料功能化栅电极,单层石墨烯作为沟道,成功设计并构建了一种新型石墨烯电化学晶体管（GECT）,用于对甲基对硫磷（MP）的超灵敏检测。该传感机制归因于功能化的栅电极上的MP发生电化学反应引起施加于GECT的有效栅电压的变化,从而改变了沟道载流子浓度和沟道电流。由于ZrO₂/rGO纳米复合材料较好的催化活性和石墨烯沟道的高载流子迁移率,所制备的器件表现出优异的传感性能,包括极低的检出限（10 pg/mL）和超宽线性范围从10 pg/mL到10μg/mL。通过对白菜样品中MP的检测,GECT传感器表现出较好的抗干扰能力和较强的实用性。所制备的GECT不仅为高灵敏度的农药检测提供了新的平台,而且提供了一种通过功能化栅极提高传感性能的方法。更多还原