通过可解释的机器学习引导的生物炭热解技术,实现橄榄渣工业副产物的可持续价值化

【字体: 时间:2026年02月28日 来源:Process Safety and Environmental Protection 7.8

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  开发高效电化学传感器检测奥氮唑及其环境应用

  
桑蒂亚古·萨哈亚拉杰·雷克斯·尚利(Santhiyagu Sahayaraj Rex Shanlee)、穆图库马尔·戈文达尔杰(Muthukumar Govindaraj)、陈泽伟(Tse-Wei Chen)、沈明辰(Shen Ming-chen)、贾阿罗基亚·塞尔维(J Arockia Selvi)、皮查伊·克里斯蒂娜·鲁比·斯特拉(Pichai Christina Ruby Stella)、萨法·S·塔哈(Safaa S. Taha)、穆罕默德·法鲁克·埃尔萨德克(Mohamed Farouk Elsadek)、穆罕默德·S·埃尔希克(Mohamed S Elshikh)
台湾国立台北科技大学化学工程与生物技术系,中孝东路3段1号,台北106

摘要

开发对特定生物分子具有高灵敏度和选择性的非酶检测方法仍然是一个重大挑战。奥尼达唑(Ornidazole,ODZ)是一种广泛使用的抗菌剂,过量使用时可能会增加抗菌素耐药性的风险。为了解决这一问题,我们报道了一种新型混合纳米复合材料的制备,该复合材料由钕镍酸盐(Nd?NiO?)与还原氧化石墨烯(RGO)结合而成,可作为高效的ODZ传感电催化剂。对这种合成复合材料进行了全面表征,以了解其晶体学、结构和化学性质。通过伏安技术优化了其电化学性能,结果表明Nd?NiO?/RGO改性的玻璃碳电极(GCE)具有出色的传感能力,ODZ的检测限低至0.47 nM,线性检测范围为0.001–228 μM。该传感器即使在存在常见干扰物的情况下也表现出优异的选择性、重复性、快速响应和长期稳定性。最重要的是,它在实际环境和生物样品中检测ODZ时效果显著,回收率高达(97.8–99.8%),证明了其实用性和可靠性。这项工作为ODZ的可靠和精确监测提供了一个有前景的高性能传感平台,有助于环境保护和公共卫生监测。

部分摘录

引言

在过去的几十年里,抗生素等药物对于预防影响动物和人类的疾病和感染至关重要(Sriram等人,2023a;Lee等人,2023)。抗生素的滥用和不当处理对环境造成了严重的负面影响。由于污染物对生物网络的有害作用,必须负责任地管理和使用这些物质(Sharma等人,2021)。硝基咪唑是一种主要用于治疗缺氧的口服药物

Nd?NiO?的合成

将Nd(NO?)?·6H?O和Ni(NO?)?·6H?O按2:1的化学计量比在去离子水中混合,并搅拌至获得均匀溶液,从而制备出Nd?NiO?。随后加入5 mL乙二醇和10 mL浓度为1 M的NaOH,继续搅拌120分钟。乙二醇作为螯合剂,其羟基与Nd3?和Ni2?离子结合形成稳定的金属-甘醇络合物。这种螯合作用非常重要,因为它可以防止...

作为电催化剂的材料选择

由于其独特的性质,二维材料因其潜在的广泛应用而受到广泛关注(Wang等人,2023)。RGO卓越的多维性和纳米结构生成特性使其在电化学传感器应用中具有很大优势(Ahmed等人,2023)。其出色的耐用性、导电性和层状蜂窝结构都为其独特性能做出了贡献。此外,Nd?NiO?的有趣特性也使其成为...

结论

总之,我们采用水热法制备了一种经济的Nd?NiO?/RGO复合材料,可实现ODZ的有效电化学检测。所选材料通过XRD、拉曼光谱、FE-SEM、EDX、HR-TEM和XPS等光谱技术进行了全面评估,所有结果均支持Nd?NiO?/RGO的组成。通过CV和DPV研究,发现Nd?NiO?和RGO的协同效应提高了电催化活性,并降低了还原电位

CRediT作者贡献声明

贾阿罗基亚·塞尔维(J Arockia Selvi):撰写、审稿与编辑、数据可视化、监督。皮查伊·克里斯蒂娜·鲁比·斯特拉(Pichai Christina Ruby Stella):撰写、审稿与编辑、软件开发、方法设计。萨法·S·塔哈(Safaa S. Taha):撰写、审稿与编辑、数据可视化。穆罕默德·法鲁克·埃尔萨德克(Mohamed Farouk Elsadek):撰写、审稿与编辑、资金筹集。穆罕默德·S·埃尔希克(Mohamed S Elshikh):撰写、审稿与编辑、数据管理。桑蒂亚古·萨哈亚拉杰·雷克斯·尚利(Santhiyagu Sahayaraj Rex Shanlee):撰写、审稿与编辑、初稿撰写、软件开发、方法设计、实验设计、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢台湾国家科学技术委员会(NSTC 114-2113-M-027-008)的财政支持。同时,作者也对沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学(项目编号:RSP2024R349)的研究人员表示感谢。

利益冲突声明

作者声明不存在任何需要声明的利益冲突。
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