简介
4-硝基氯苯（4-Chloronitrobenzene，4-NCB）作为典型的氯代芳香化合物，是工业生产中不可或缺的关键中间体，广泛应用于防腐剂、炸药、农药及染料的合成过程，但其生产、运输与使用环节中产生的废水、废渣易通过排放、泄漏等途径进入水体、土壤等环境介质，成为亟待管控的持久性有机污染物。
图一 4-硝基氯苯
危害
4-硝基氯苯具有高毒性与低生物降解性，在自然环境中可长期残留且难以被微生物分解，不仅会破坏生态系统平衡，抑制水生生物活性、干扰土壤微生物群落结构与物质循环，还会通过食物链富集或直接接触对人体健康构成严重威胁，短期暴露可引发头痛、呼吸困难、鼻喉黏膜刺激等急性症状，长期累积暴露还可能导致肝肾功能损伤、神经系统毒性等慢性危害。
检测难度
4-硝基氯苯在环境中的实际含量多为nM至μM范围，且易与其他结构相似的污染物硝基酚、氯酚类化合物等共存，传统检测方法如高效液相色谱、气相色谱虽具备一定准确性，但存在仪器成本高、操作复杂、检测周期长、依赖专业实验室环境等局限，难以满足现场快速监测、大规模环境筛查或应急污染事件中的即时检测需求；而电化学传感器虽因高灵敏度、低成本、便携性等优势展现出潜力，该传感器还存在线性范围窄、抗干扰能力弱、检测限偏高的问题，无法精准捕捉环境中痕量4-NCB的动态变化。
检测
构建基于氢氧化钴/羟基化多壁碳纳米管（Co(OH)₂/MWCNTs-OH）修饰玻碳电极（GCE）的电化学传感器，首先对 GCE 进行抛光清洁，将超声分散均匀的 MWCNTs-OH 溶液滴涂于电极表面制得 MWCNTs-OH/GCE，再以该电极为工作电极、铂片为对电极、饱和甘汞电极为参比电极，在含 0.10 M 硝酸钠与 1.0 M 六水合硝酸钴的电解液中，通过循环伏安法（CV）电沉积 12 段（电位窗口 - 1.2~0 V）制得检测4-硝基氯苯的Co (OH)₂/MWCNTs-OH/GCE；
图二 用于检测4-硝基氯苯的Co(OH)2MWCNTs-OHGCE的制备示意图
检测时采用差分脉冲伏安法（DPV），以 0.10 M 氨 - 氯化铵溶液（pH 9.2）为支持电解质、50 mV/s 为电位扫描速率，实现对4-硝基氯苯的定量检测，线性范围为 0.01~400 μM，检测限（S/N=3）达 6.5 nM；通过 CV 与交流阻抗（EIS）验证电极的电化学性能（如 Co (OH)₂/MWCNTs-OH/GCE 的电荷转移电阻显著低于其他修饰电极），实际应用中对自来水样品采用标准加入法检测，回收率为 99.0%~105.3%，相对标准偏差（RSD）<3.0%，且该传感器对 4 - 硝基酚、4 - 硝基甲苯等相似结构干扰物质具有良好选择性，同时具备优异的重现性（RSD 4.01%）与稳定性（4℃储存 2 周电流下降仅 4.42%）[1]。
图三 检测电流与4-氯硝基苯浓度的关系曲线
参考文献
[1]Jiang Y ,Wang X ,Zhang L , et al.An electrochemical sensor based on cobalt hydroxide/hydroxylated multiwalled carbon nanotubes for sensitively detecting 4-nitrochlorobenzene[J].Microchemical Journal,2024,206111638-111638.