对乙酰氨基酚在PCMC/GCE上的电化学行为和直接检测

以胡萝卜为碳源，氢氧化钾为活化剂，制备生物质碳材料(PCMC)。以PCMC修饰玻碳电极，用于对乙酰氨基酚的测定。结果表明：在0.01 μM~50 μM范围内，对乙酰氨基酚的浓度与电流呈现良好的线性关系，检测限为6.18 nM。可能是由于活化剂氢氧化钾的引入，与部分生物质碳反应，使得材料的比表面积增大，结合的位点增多，从而增强了对对乙酰氨基酚的电化学响应。

扑热息痛是一种退烧和缓解疼痛的药物，主要成分是对乙酰氨基酚(APAP)，可用于治疗成人和儿童的发烧、神经痛和关节炎等病症[1]。据报道，每年以片剂、糖浆和注射剂的形式消耗的APAP 大约3~3.5万吨之多。然而，过量消耗APAP 产生排放问题，导致严重的水污染[2]。更值得注意的是，其在水中的自然降解会产生有害化合物，人体摄入会引发急性肝肾衰竭，甚至会导致人类、动物或其他水生生物死亡。

例如， APAP 通过水解而产生的4-氨基苯酚对肾脏的毒害效果明显， 甚至会导致肾脏畸形[3]。

因此， 对人类体液和环境中的APAP 的检测关乎人类健康。目前的检测的技术有质谱[4]、滴定[5]、电泳[6]、高效液相色谱[7]、化学发光[8]、电化学[9]和光电化学传感器[10]等。在这些方法中，电化学传感法由于其高效、低成本、便携、灵敏和小巧等优点而前景广阔。

在电化学传感器的构建过程中，修饰电极的材料选择是十分重要的。通常使用的材料有金属、金属氧化物、导电聚合物或不同的纳米碳等[11]。Campos 等[12]制备了尺寸较大的碳球壳，将这些碳球壳均匀地涂在玻碳电极上， 用于构建高效的电化学传感器检测汗液、唾液和尿液中的APAP， 结果令人满意。

Kushwaha 的课题组[13]采用壳聚糖接枝聚苯胺包裹氧化铁来研究扑热息痛的电化学传感。线性范围是5 μM~100 μM，检测限为5.7 μM。虽然先前制备的多孔碳材料效果不错，但也有一些优缺点，如稳定性和再现性稍差。通过控制材料的尺寸，对材料复合、掺杂加以改善。具有纳米颗粒的复合材料提高了功能性、灵活性和相互作用等特性[14]。

本工作中，以胡萝卜为碳前驱体，采用化学活化法制备的多孔碳PCMC。活化剂是KOH，可以与碳反应，刻蚀部分碳骨架，生成的K2CO3 并不稳定，分解产生CO2 帮助造孔，增加了材料的比表面积。通过条件优化，得到了一种能检测APAP 的化学修饰电极。

2. 实验部分 2.1. 试剂及仪器 对乙酰氨基酚购于阿拉丁化学试剂公司。实验涉及的其他化学品均为分析纯，直接使用。实验过程中去离子水来自UIUPURE (UPC-I-10T)系统。

实验使用的是上海辰华CHI660E 电化学工作站。在室温下(约300 K)，在含有10 mL PBS 溶液的电解槽中进行。采用传统三电极系统，工作电极为裸或修饰的玻碳电极(上海辰华，d = 3 mm)，对电极选取铂丝，参比电极则是饱和甘汞电极。用pH-3c 数字pH 计(上海雷磁)测量缓冲液的pH 值。X 射线光电子能谱(XPS)在扫描X 射线微探针PHI Quantera II (Ulvac-PHI, INC)和C60 枪上进行。

用X 射线衍射仪(XRD，