面向食品质量监测的柔性高性能吡咯-还原氧化石墨烯/聚苯胺pH传感器研究

本文报道了一种采用绿色还原剂吡咯(Py)制备的柔性还原氧化石墨烯/聚苯胺(Py-rGO/PANI)pH传感器，其具有超能斯特响应(70.5 mV/pH)、快速响应(2秒)和优异稳定性等特点。该传感器在鸡肉实时监测中与商用pH计结果高度吻合，为食品智能包装提供了低成本解决方案，对减少食物浪费和食源性疾病具有重要意义。

　　

亮点

• 采用吡咯作为温和还原剂成功制备Py-rGO/PANI复合材料

• pH传感器展现70.5 mV/pH的超能斯特响应特性

• 在pH 4-10范围内具有2秒的快速响应时间

• 表现出0.19 mV/h的低漂移和3.7 mV的低滞后特性

• 在鸡肉实际样品测试中与商用pH计结果高度一致

结论

我们通过低成本绿色合成方法成功制备了柔性高灵敏的Py-rGO/PANI纳米复合pH传感器。使用吡咯作为氧化石墨烯(GO)的温和还原剂，显著增强了复合材料的结构完整性和电学性能。将聚苯胺(PANI)整合到Py-rGO表面后，传感器既提高了灵敏度又加快了响应速度，实现了70.5 mV/pH的超能斯特响应和2秒的快速响应。该传感器在长期稳定性测试中表现出极低的漂移(0.19 mV/h)和滞后(3.7 mV)，同时具备优异的温度稳定性和抗干扰离子选择性。在实际样品测试中，传感器对鸡肉的直接检测结果与商用pH计高度吻合，证实了其在食品运输和仓储环境中实时pH监测的应用潜力。