近日，我所仪器分析化学研究室微型分析仪器研究组（105组）耿旭辉研究员、李盛红副研究员团队与能源与环境小分子催化研究中心（509组群）邓德会研究员团队合作，研制出基于“铠甲”传感材料的抗硫中毒的水中硫离子传感器。
硫化物作为石化、皮革、造纸和食品加工行业的副产物，广泛存在于工业废水中。硫化物对生物具有高度的神经毒性，长期接触会引起严重的疾病问题；此外，硫化物由于其强碱性，易腐蚀仪器和管道，给工厂造成经济损失。因此，对废水中的硫离子进行在线检测具有十分重要的意义，硫化物极易导致电化学传感器中毒是目前该技术实际应用中最大的挑战。
本工作中，合作团队开发了一种石墨烯壳层封装钴镍纳米粒子的铠甲传感材料（CoNi@NGs），并基于此材料研制出抗硫中毒的硫离子电化学传感器。此外，合作团队研制了一套在线流动系统，以实现对水样中硫离子的在线检测。所研制的传感器连续检测10 μM的硫离子80个小时后，传感器的响应电流仍保持不变，这主要由于CoNi@NGs中石墨烯壳层可以物理隔离核层金属与外部环境，防止金属被腐蚀以及生成金属硫化物。此外，CoNi@NGs还具有强疏硫性，可以排斥硫单质，产生自清洁作用，从而有效防止硫离子的氧化产物硫单质沉积在传感材料上。该传感器对硫离子具有良好的特异性，对实际水样中常见干扰离子的选择性超过100倍，非常适合用于实际水样中硫离子的在线检测。合作团队将研制的传感器应用于实际水样包括工业废水、池塘水和海水中硫离子的检测，已在工业废水中检测出65.6 μM的硫离子。
相关成果以“Anti-sulfur poisoning electrochemical sensor for sulfur ions based on nitrogen-doped graphene-encapsulated cobalt-nickel nanoparticles”为题，发表在《传感器和执行器B：化学》（Sensors and Actuators B: Chemical）上。该工作的第一作者为我所105组联合培养硕士研究生严尧天、副研究员李盛红及509组群博士研究生蒋刘默。该工作得到了国家重点研发计划、中国科学院A类战略性先导科技专项“深海/深渊智能技术及海底原位科学实验站”、中国科学院青促会等项目的资助。（文/图 李盛红）
