论文部分内容阅读
随着工农业的迅速发展，重金属污染出现了由工业向农业、城区向农村，水土污染到食品链的转移，水体、土壤以及食品等受重金属的污染日益严重。重金属不可降解导致其在环境中不断积累，其造成的污染也正在进入突发性、连锁性和区域性的爆发阶段，不仅对环境生态系统造成破坏，还对人类健康构成威胁。因此，重金属污染问题已经引起了世界各国政府部门以及科学家们的高度重视，发展快速、准确的重金属检测方法和技术显得尤为重要。
目前，国际上重金属检测方法逐渐向现场、快速、实时、在线、连续和自动化测量方向发展。常用重金属检测方法的仪器设备往往价格昂贵、操作复杂、分析测试及维护费用高，无法满足重金属实时、快速检测的需要。而电化学方法中的溶出伏安法以其极低的检测下限、多元素识别能力以及现场实时在线检测分析的特性在痕量分析中占有越来越重要的地位。电极材料的选择是溶出伏安分析法的核心问题，其直接决定着分析检测性能。该方法中常采用的汞电极具有剧烈的毒性，经常使用易对环境造成二次污染。常用固体电极的表面易于吸附其他物质，长时间使用后，其表面会发生化学或物理变化，致使检测结果的稳定性和准确性大大降低。固态汞合金电极寿命长，可连续使用几个星期，适合于远程或无人值守情况下的实时监测分析，但是由于电极制作以及电极处理过程都无法避免汞的使用。近年来，铋作为一种环保型电极材料备受电化学工作者的青睐，金属铋能与多种被测重金属形成二元或多元合金，分析性能与汞相当，但是铋电极也存在许多亟待解决的难题，如预镀铋膜电极在转移过程中极易被氧化，原位镀膜电极铋离子易发生水解，铋棒电极制作工艺极其复杂且易被氧化等。
因此，本论文提出了一种新型锡铋合金电极材料。新型锡铋合金电极环境友好、电极制备过程极其简单、分析成本低廉，是一种极具潜力的电极材料。本文将溶出伏安分析法与锡铋合金电极相结合，将其成功应用于重金属锌、镉、钴的分析检测中。主要内容包括以下几个方面：
1.锡铋合金电极结合阳极溶出伏安法对重金属锌(Zn)进行检测。本实验采用自制锡铋合金电极，采用直接切割以实现表面更新的方法，旨在实现对锌的低成本、一次性检测目的。锡铋合金电极具有较高的氢过电位，非常适合电极电位较负的金属离子锌的检测分析。结果表明：在0.5～25μM浓度范围锌离子浓度与溶出峰电流具有良好的线性关系，理论检出限为50 nM。新型锡铋合金电极作为一种新型固体圆盘电极，为酒及蜂蜜中锌离子的检测提供了一个良好的平台。
2、锡铋合金电极结合阳极溶出伏安法对重金属镉(Cd)进行检测。本实验采用了循环伏安对电极表面进行重组活化得到了低的检出限。并且采用此方法，发现在含镉的醋酸缓冲体系中连续测量40次电极无退化现象，40次连续测量的相对标准偏差为2.4％，表明此电极在现场连续自动化监测方面具有较好的应用潜力。将其应用于环境污染问题“镉米”的研究，检测结果与电感耦合等离子体质谱检测结果很好的吻合，检测结果令人满意。
3、锡铋合金电极结合吸附溶出伏安法对重金属钴(Co)进行检测研究。本实验将1，2-环己二酮二肟(nioxime)作为钴离子的络合剂，亚硝酸根离子作为氧化剂，对钴在锡铋合金电极表面的吸附溶出行为进行了考查。在0.1 M的氨缓冲溶液中，富集时间为60 s条件下，实验得到锡铋合金电极对钴的检测线性范围为0.2～20 nM，最低检出限为44 pM。锡铋合金电极结合吸附溶出伏安法为环境水样中钴的检测提供了一个良好的检测平台。