專利名稱：利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，特別是涉及利用可以 減少產(chǎn)生環(huán)境污染物質(zhì)，提高表面穩(wěn)定性以及再現(xiàn)性的電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在一般利用的微量重金屬分析方法大致可以分為利用氣相色譜(GC)、感應(yīng)耦合 等離子體(ICP)光譜、原子吸收光譜(AAS)和原子發(fā)射光譜(AES)等裝置的分析方法和電 化學(xué)分析方法。但是，上述原子吸收分光光度法不僅需要很長的測量時間，而且測量儀器價格都 很高，維修費也相當高，因此，復(fù)雜化了用于測量的儀器的校正，增加了分析費用。特別是，利用該分光光度法的測量儀，包括光源的其主要零部件價格都很昂貴，因 此替換和維修零部件時需要很高的附加維修管理費。另外，儀器的構(gòu)成和原理上看，很難做現(xiàn)場適用，因此在測量值的再現(xiàn)性和準確度 方面具有一些問題。同時，電化學(xué)測量法比起上述分光光度法比較迅速、經(jīng)濟，所以現(xiàn)在廣為使用。但是，上述電化學(xué)測量法中滴汞電極方式，在使用汞原液導(dǎo)電介質(zhì)時，發(fā)生汞電極 的間斷現(xiàn)象，很難進行穩(wěn)定且連續(xù)的測量。而且，在使用懸汞滴電極(hanging mercury drop electrode，HMDE)、汞薄膜電極 (mercury thin-film electrode, MTFE)時，作為導(dǎo)電介質(zhì)使用汞原液，有可能發(fā)生第二次 環(huán)境污染，而且分析再現(xiàn)性和可靠性都比較低。而且，利用上述汞薄膜電極時，每次都在形成汞膜之后進行測量，因此過程非常麻 煩，比較難實現(xiàn)連續(xù)測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析 裝置，該分析法可以減少產(chǎn)生環(huán)境污染物質(zhì)，提高了表面穩(wěn)定性以及再現(xiàn)性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置； 其中，所述的電化學(xué)分析方法包括通過施加一定時間的電壓，富集存在于樣品溶液中的重 金屬離子，然后逐步施加相反電壓，以除去富集的材料，由此測量電流的使用工作電極來測 量重金屬的種類和濃度；其特征在于，所述工作電極是以在底電極上吸附金屬溶液形成電 極膜的富集的金屬電極構(gòu)成的。其中，所述富集的金屬電極可以如下構(gòu)成隨著在底電極施加電壓，在底電極的表 面上吸附金屬溶液，同時富集存在于樣品溶液中的重金屬離子而形成的。而且，所述富集的金屬電極可以如下構(gòu)成隨著在底電極施加電壓，首先在底電極 的表面上吸附著金屬溶液，之后富集存在于樣品溶液中的重金屬離子而構(gòu)成的。
而且，所述金屬溶液電極是可以以鉍溶液和金溶液之一構(gòu)成，所述富集的金屬電 極可以是以富集的鉍電極和富集的金電極之一構(gòu)成。另外，所述富集的鉍電極可以如下形成所述富集的鉍溶液選擇性吸附在作為形 成所述底電極的導(dǎo)電介質(zhì)的玻璃碳電極以及鉍棒電極之一上。而且，所述富集的金電極可以如下形成所述富集的金溶液選擇性吸附在作為形 成所述底電極的導(dǎo)電介質(zhì)的玻璃碳電極以及金棒電極之一上。而且，所述富集的金屬電極可以如下形成在所述鉍溶液和金溶液中，選擇吸附具 有對要測量的重金屬離子的良好反應(yīng)性的溶液于所述底電極上。而且，所述底電極，其導(dǎo)電介質(zhì)可以是以玻璃碳電極、鉍棒電極和金棒電極之一構(gòu) 成的。另外，所述工作電極可以設(shè)置在電解槽的上側(cè)，該電解槽中流入在前處理裝置中 通過鹽酸或硝酸中的至少一種解離為重金屬離子的樣品溶液。而且，所述電解槽的上側(cè)還可以設(shè)有參比電極以及計數(shù)電極。而且，所述工作電極、所述參比電極和所述計數(shù)電極相連接的恒壓器可以通過處 理器控制，以便對上述各電極施加電勢，并檢測出對此的回應(yīng)信號。而且，所述處理器可以分析所述回應(yīng)信號，可以通過顯示器顯示結(jié)果。另外，吸附在所述底電極表面的金屬離子和殘留在所述電解槽的重金屬離子可以 通過超聲波振動器和蒸餾水中的至少一種洗滌為佳。而且，所述電解槽的下側(cè)還可以設(shè)有攪拌所述樣品溶液的攪拌器為佳。根據(jù)本法明的可效仿的具體內(nèi)容，利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置具有 如下效果第一，工作電極以富集的金屬電極構(gòu)成，該富集的電極是在底電極上吸附限定量 的金屬溶液而形成電極膜，因此制造過程簡單。第二，工作電極的導(dǎo)電介質(zhì)以對人體無害的金屬溶液構(gòu)成，而不使用汞，因此遏制 了產(chǎn)生污染物質(zhì)，可以進行保護環(huán)金的清潔安全的測量。第三，可以選擇吸附對要分析的重金屬反應(yīng)性良好的溶液于底電極上，因此根據(jù) 要分析的重金屬的種類不同，進行多種多樣的準確的測量。第四，可以通過超聲波振動器或蒸餾水洗滌吸附在富集的金屬電極的金屬溶液， 因此不必周期性的研磨電極表面，也可以維持干凈清潔的電極表面。第五，可以迅速容易地進行在底電極上吸附和洗滌金屬溶液，因此可以實現(xiàn)連續(xù) 測量和實時對重金屬離子的同時分析。


圖1是根據(jù)本發(fā)明之第一實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置的 正面示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明之第一實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝 置的構(gòu)成的構(gòu)成圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明之第二實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 通過差動脈沖溶出伏安法和方波溶出伏安法測量從多種多樣的電解質(zhì)中脫膜的鉛的圖表；圖4是根據(jù)本法明之第三實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 比較根據(jù)鉍的量和富集時間變化測量的電流值的圖表；圖5是根據(jù)本法明之第四實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 利用富集的鉍電極定量分析多種多樣重金屬的圖表；圖6是表示圖5之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表；圖7是根據(jù)本法明之第五實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 利用以玻璃碳電極形成的富集的鉍電極定量分析多種多樣重金屬的圖表；圖8是根據(jù)本法明之第五實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 利用以鉍棒電極形成的富集的鉍電極定量分析多種多樣重金屬的圖表；圖9是表示圖7及圖8之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表；圖10是根據(jù)本法明之第六實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置 中，分別在濃度相異的鉛、鎘、鋅的濃度條件下，測量銅的濃度變化的圖表；圖11是表示圖10之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表；圖12是根據(jù)本法明之第七實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置 中，利用分別以玻璃碳電極以及金棒電極形成的富集的金電極定量分析砷的圖表；圖13是表示圖12之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表；圖14是根據(jù)本法明之第八實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置 中，利用分別以玻璃碳電極以及金棒電極形成的富集的金電極定量分析銻的圖表；圖15是表示圖14之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表。
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖，詳細說明根據(jù)本發(fā)明的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝 置的優(yōu)選實施例。圖1是大致表示根據(jù)本發(fā)明之第一實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分 析裝置的正面圖，圖2是表示根據(jù)本發(fā)明之第一實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬 分析裝置的構(gòu)成的構(gòu)成圖。如圖1及圖2所示，利用上述電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置包含分析部10， 試劑保存部60以及控制部70構(gòu)成為佳。其中，上述試劑保存部60保存分析時必要的電解 質(zhì)和標準溶液等試劑，給上述分析部10提供測定被供應(yīng)的樣品溶液包含的重金屬離子的 電解槽為佳。并且，上述試劑保存部60和上述分析部被上述控制部70控制為佳。此時，提 供給上述分析部10，并上述樣品溶液包含的重金屬離子富集脫離的工作電極42，不吸附汞 而吸附金屬離子形成電極膜的富集的金屬電極構(gòu)成為佳。通過這些，遏制污染物質(zhì)的產(chǎn)生， 在底電極上，選擇對要分析的重金屬有良好反應(yīng)的金屬溶液，因此，可以提高分析重復(fù)性， 并可以正確測定。具體來說，上述分析部10包含預(yù)處理裝置20、恒溫裝置30、電解槽(cell) 40以及 恒壓器50構(gòu)成為佳。并且，上述預(yù)處理裝置20包含加熱裝置22和攪拌裝置24構(gòu)成為佳。上述加熱裝置22加熱樣品溶液120-150°C為佳。
并且，上述攪拌裝置22給試劑供應(yīng)硝酸或者鹽酸消除有機物為佳，可以防止試劑 內(nèi)各種形式的化合物。因此，上述預(yù)處理裝置20把包含于樣品溶液內(nèi)的重金屬電解成離子，可以更加圓 滑的進行電化學(xué)反應(yīng)。在上述預(yù)處理裝置20中預(yù)處理的試劑通過試劑供應(yīng)部52供應(yīng)到上述恒溫裝置30 的內(nèi)測提供的電解槽40。此時，上述樣品溶液通過泵提供的泵力移動，上述樣品溶液的移動是通過選擇性 的切斷并開放多通道閥54，可以控制上述樣品溶液移動的流體管。并且，上述電解槽40是以塑料一樣的合成樹脂材料構(gòu)成為佳，通過上述試劑供應(yīng) 部52移動的樣品溶液裝在上述電解槽40的內(nèi)測。其中，在上述電解槽40的上側(cè)提供為了測定電壓電流的工作電極(working electrode) 42、參比電極(reference electrode) 44 以及輔助電極(counter electrode) 46 為佳。上述參比電極44以銀/氯化銀(Ag/AgCl)電極構(gòu)成，控制并測量上述工作電極42 的電勢，上述輔助電極46為了圓滑流動電流以白金(Pt)構(gòu)成，并寬面積形成為佳。并且，上述工作電極42是在底電極上施加電勢，在上述底電極的表面上吸附金屬 溶液，形成薄膜形式的電極膜的富集的金屬電極(enriched metalelectrode)構(gòu)成為佳。此時，上述金屬溶液是以鉍(bismuth)溶液或者金(gold)溶液一樣的金屬溶液構(gòu) 成為佳，但是并不局限于是是鉍溶液及金溶液，可以使用多種金屬溶液。如上所述，上述工作電極42吸附比汞對人體更無害的鉍或者金一樣的金屬溶液 被制造，因此可以減少污染。其中，上述金屬溶液的前體物是把被酸電解的金屬離子，可以在金屬標準溶液 (metal standard solution) 一樣的溶液上適當沖稀使用。并且，形成上述富集的金屬電極的底電極是以玻璃碳(glassy carbon)電極、鉍棒 (bismuth rod)電極以及金棒(gold rod)中之一構(gòu)成為佳。其中，上述玻璃碳電極擁有良好的電極表面，因此，一定時間施加電勢吸附金屬溶 液可以輕易生成金屬電極。并且，上述鉍棒電極和金棒電極與為了富集金屬的前體物相同，因此棒表面和溶 液之間吸附力良好，且電導(dǎo)也非常高，在分析重金屬離子時分解性能非常良好。在上述玻璃碳電極上鉍溶液及金溶液各個選擇性吸附為佳。并且，在上述鉍棒電極上吸附鉍溶液為佳，在上述金棒電極上吸附金溶液為佳。如上所述，在上述玻璃碳電極或者上述鉍棒電極表面吸附鉍溶液可以形成富集的 鉍電極。并且，在上述玻璃碳電極或者上述金棒電極表面吸附金溶液可以形成富集的金電 極。其中，上述鉍溶液及金溶液應(yīng)對要測量的重金屬離子，吸附反應(yīng)良好的溶液為佳。并且，通過這些，可以構(gòu)成富集的鉍電極或者富集的金電極。此時，可以調(diào)整在上述底電極上吸附的金屬溶液的濃度和量，因此，可以適當構(gòu)成 在上述底電極上吸附生成的電極膜的厚度調(diào)整。
通過這些，調(diào)整富集的金屬電極的感應(yīng)度，可以調(diào)整富集重金屬的濃度并進行分 析。因此，在短時間內(nèi)可以電解脫模富集的重金屬離子，因此可以得到迅速的測量值。并且，在脫膜(stripping)過程中，使用高速掃描電壓-電流法(voltammmetry) 時，可以得到數(shù)據(jù)分析容易的峰形式的分析信號。上述富集的金屬電極在底電極上施加電勢，使金屬溶液吸附在上述底電極并形成 電極膜。并且，在富集樣品溶液中存在的重金屬離子后，再進行脫膜并測量電壓電流值為 佳，但是并不局限于這種順序。即，上述富集的金屬電極在底電極上施加電勢，在上述底電極上吸附金屬溶液時， 在樣品溶液上也一起施加電壓，在上述樣品溶液中所需之重金屬離子可以同時富集形成在 上述底電極上。并且，之后進行還原讓金屬溶液和重金屬離子脫離，并可以測量電壓電流值。并且，上述工作電極42、參比電極44以及輔助電極46與恒壓器50連接為佳。并且，上述恒壓器50給上述各電極42，44，46施加電勢或電流，并檢查其回應(yīng)為佳。上述恒壓器50與上述控制部70提供的處理部72連接為佳。其中，上述處理部72可以以PC構(gòu)成，分析從上述恒壓器50檢查的信號，輸入測量 參數(shù)，軟件控制上述分析部10提供的上述各個裝置為佳。上述處理部72與顯示部74連接為佳，上述顯示部74可以實時顯示測量值及裝置 的狀態(tài)。并且，為了供應(yīng)驅(qū)動上述分析部10提供的各種泵、閥及傳感器等所需之電源，給 上述控制部70更可以提供各種電源裝置。并且，在上述控制部更可以提供控制裝置(未圖示)和為了傳送測量值的通用串 行總線(USB)端口等。并且，上述處理部數(shù)據(jù)輸出控制泵、上述攪拌裝置24、上述多通道閥54等為佳，而 且最總分析值的數(shù)據(jù)可以用模擬輸出與外部通信。無人自動化操作可以通過預(yù)處理裝置20、電解槽40、多通道閥54以及恒壓器50 等硬件和軟件構(gòu)成。并且，在上述電解槽40的下側(cè)或者側(cè)面，為了容易構(gòu)成上述電解槽40的洗滌，提 供超音波震動子34為佳。并且，在上述電解槽40的下側(cè)或者側(cè)面，為了重金屬測量時充分攪拌上述電解槽 40內(nèi)試劑及緩沖溶液，提供攪拌機32為佳。通過這些，在上述工作電極42上可以更加富集
重金屬離子。并且，上述富集的金屬電極不僅可以在上述超音波震動子34洗滌，也可以用蒸餾 水洗滌。因此，根據(jù)如上所述之洗滌，可以洗滌上述富集的金屬電極上吸附的金屬離子。當 然，此時也可以同時洗滌在上述富集的金屬電極上富集的重金屬離子。在通過如上之洗滌的底電極上，根據(jù)需要可以選擇性的迅速吸附鉍溶液或者金溶 液一樣的金屬溶液，因此可以容易形成各種富集的金屬電極。
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并且，在上述底電極上，選擇性的吸附對需要分析的重金屬反應(yīng)良好的物質(zhì)，因此 分析實現(xiàn)性提高，可以構(gòu)成更加正確的測量。并且，上述預(yù)處理裝置20、電解槽40、流體管等可以用適當稀酸制造的洗滌溶液 進行洗滌，通過洗滌產(chǎn)生的廢棄溶液儲存于廢棄用也儲存槽為佳。并且，上述試劑保存部60包含保存給上述電解槽40供應(yīng)的電解質(zhì)的電解質(zhì)保存 部62 ；和保存含有各種定量重金屬的標準溶液的標準溶液保存部64構(gòu)成。而且，根據(jù)需要 更可以提供額外的保存部。上述電解質(zhì)和標準溶液以及樣品溶液可以被上述分析部10提供的連動泵(未圖
示)定量供應(yīng)。如上所述之利用富集的金屬電極分析重金屬離子的過程如下。首先，在底電極上施加電壓，讓金屬溶液吸附在上述底電極表明。并且，在上述預(yù)處理裝置20中預(yù)處理的樣品溶液供應(yīng)到上述電解槽并進行攪拌。并且，在上述底電極上施加電壓，富集包含于上述樣品溶液內(nèi)的重金屬離子，并形 成富集的金屬電極。此時，在上述底電極上施加電壓，金屬溶液吸附在上述底電極表面時，讓樣品溶液 包含的重金屬離子同時吸附，可以形成富集的金屬電極。其中，試劑含有100-500 μ g/L濃度的鉍和金，緩沖溶液使用氯代醋酸鹽緩沖液。并且，測量沒有含有任何重金屬的試劑的baseline為基準，為了定量增加試劑內(nèi) 的重金屬濃度，定量注入重金屬標準溶液為佳。此時，給上述電解槽40供應(yīng)的樣品溶液，在60-240秒期間暴露于30_60Hz的震動 頻率，經(jīng)過重金屬離子沉積與上述富集的金屬電極的沉積過程。之后維持靜止步驟(quiet St印)。并且，還原上述富集的金屬電極，脫膜富集的重金屬離子，并測量電壓電流(脫膜 過程，stripping st印)，分析重金屬的種類和濃度。圖3是根據(jù)本發(fā)明之第二實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 通過差動脈沖溶出伏安法和方波溶出伏安法測量從多種多樣的電解質(zhì)中脫膜的鉛的圖表。如圖3所示，電解質(zhì)由氯代醋酸鹽、醋酸鹽、磷酸鹽、鹽酸+硝酸鉀溶液的調(diào)整到合 適PH值的組合物構(gòu)成。并且，掃描方法是用差動脈沖溶出伏安法(Difference Pulse strippingvoltammetry,DPSV)禾口方波溶出伏安法(Square Wave stripping voltammetry, SWSV)測量。在各種電解質(zhì)中，測量100yg/L的鉛的結(jié)果，在差動脈沖溶出伏安法中，在 0. 06mol/L的乙酸鹽緩沖液電解質(zhì)內(nèi)，顯示2. 533uA最高值，在方波溶出伏安法中，在 0. lmol/L的氯代醋酸鹽緩沖液電解質(zhì)內(nèi)，顯示10. 160uA最高值。圖4是根據(jù)本法明之第三實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 比較根據(jù)鉍的量和富集時間變化測量的電流值的圖表。如圖4所述，利用鉍富集電極測量重金屬離子時，為了得到根據(jù)鉍濃度的電流值， 從100 μ g/L到500 μ g/L改變鉍濃度進行了實驗?？偟膩碚f，鉍濃度越高顯示電流值越低。
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通過這些，鉍濃度越高，可以預(yù)想防止除了鉍以外的其他金屬的吸附。由此，可以 判斷使用適當鉍量為100-200 μ g/L為佳。圖5是根據(jù)本法明之第四實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 利用富集的鉍電極定量分析多種多樣重金屬的圖表；圖6是表示圖5之重金屬濃度和電流 值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表。如圖5所述，把上述工作電極42做為富集的鉍電極，進行了鉛(Pb)、鎘(Cd)、鋅 (Zn)、銅(Cu)各個的重金屬離子的定量分析。上述重金屬各個以100μ g/L，200y g/L，300y g/L，400y g/L，500y g/L 增加被注 入。其結(jié)果顯示，上述各重金屬濃度越增加，電流值也比例增加，如圖6所述，各個相 關(guān)系數(shù)值(R2)顯示0. 9以上的直線性。通過這些，在上述富集的鉍電極中，可以定量分析上述各種重金屬離子。圖7是根據(jù)本法明之第五實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中， 利用以玻璃碳電極形成的富集的鉍電極定量分析多種多樣重金屬的圖表；圖8是根據(jù)本法 明之第五實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置中，利用以鉍棒電極形成的富 集的鉍電極定量分析多種多樣重金屬的圖表；圖9是表示圖7及圖8之重金屬濃度和電流 值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表。如圖7及圖8所述，利用在玻璃碳電極上吸附鉍溶液形成的富集的鉍電極和，在鉍 棒電極上吸附鉍溶液形成的富集的鉍電極，進行了鉛(Pb)、鎘(Cd)、鋅(Zn)各個的重金屬 離子的定量分析。上述重金屬各個以100μ g/L，200y g/L，300y g/L，400y g/L，500y g/L 增加被注 入。其結(jié)果顯示，上述各重金屬濃度越增加，電流值也比例增加，如圖9所述，各個相 關(guān)系數(shù)值(R2)顯示0. 9以上的直線性。通過這些，就算把底電極使用玻璃碳電極或者鉍棒電極形成富集的鉍電極，可以 定量分析上述各種重金屬離子。圖10是根據(jù)本法明之第六實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置 中，分別在濃度相異的鉛、鎘、鋅的濃度條件下，測量銅的濃度變化的圖表；圖11是表示圖 10之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表。如圖10所示，把鉛(Pb)、鎘(Cd)以及鋅(Zn)各個維持10 μ g/L，100 μ g/L濃度， 在其中以原位方式增加注入 50 μ g/L, 100 μ g/L, 150 μ g/L, 200 μ g/L, 250 μ g/L, 300 μ g/L 的銅。其結(jié)果顯示存在鉛、鎘、鋅時候添加銅時，不管鉛、鎘、鋅的濃度，比例增加了電流 值，如圖11所示，相關(guān)系數(shù)值(R2)顯示0.9以上的直線性。通過這些，不管鉛、鎘、鋅的濃度，可以定量分析銅離子。圖12是根據(jù)本法明之第七實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置 中，利用分別以玻璃碳電極以及金棒電極形成的富集的金電極定量分析砷的圖表；圖13是 表示圖12之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表。如圖12及圖13所示，利用在玻璃碳電極上吸附金溶液形成的富集的金電極和，在
10金棒電極上吸附金溶液形成的富集的金電極，進行了砷(As)的定量分析。上述砷以100 μ g/L，200 μ g/L，300 μ g/L，400 μ g/L，500 μ g/L 增加被注入。其結(jié)果顯示，上述砷的濃度越增加，電流值也比例增加，如圖13所述，各個相關(guān)系 數(shù)值(R2)顯示0. 9以上的直線性。通過這些，就算把底電極使用玻璃碳電極或者金棒電極形成富集的金電極，可以 定量分析砷。圖14是根據(jù)本法明之第八實施例的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置 中，利用分別以玻璃碳電極以及金棒電極形成的富集的金電極定量分析銻的圖表；圖15是 表示圖14之重金屬濃度和電流值之間的相關(guān)系數(shù)的圖表。如圖14及圖15所示，利用在玻璃碳電極上吸附金溶液形成的富集的金電極和，在 金棒電極上吸附金溶液形成的富集的金電極，進行了銻(Sb)的定量分析。上述銻以100 μ g/L，200 μ g/L, 300 μ g/L, 400 μ g/L, 500 μ g/L 增加被注入。其結(jié)果顯示，上述銻的濃度越增加，電流值也比例增加，如圖15所述，各個相關(guān)系 數(shù)值(R2)顯示0. 9以上的直線性。通過這些，就算把底電極使用玻璃碳電極或者金棒電極形成富集的金電極，可以 定量分析銻。雖然在上面參照優(yōu)選實施例說明和描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限在此優(yōu)選 實施例的范圍內(nèi)，熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明所附權(quán)利要求的范圍的情況 下，對本發(fā)明進行必要的各種形式和細節(jié)上的修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求 范圍所界定為準。
1權(quán)利要求
一種利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，所述的電化學(xué)分析方法包括通過施加一定時間的電壓，以富集存在于樣品溶液中的重金屬離子，并逐步施加相反電壓，以除去富集的材料，由此測量電流的使用工作電極來測量重金屬的種類和濃度的步驟；其中，所述工作電極包括富集的金屬電極，在富集的金屬電極中，金屬溶液被吸附到底電極上，以形成電極膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述富集 的金屬電極是通過在底電極上施加電壓以在底電極的表面上吸附金屬溶液，并且同時富集 存在于樣品溶液中的重金屬離子而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述富集 的金屬電極是通過在底電極施加電壓以在底電極的表面上吸附金屬溶液，之后富集存在于 樣品溶液中的重金屬離子而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述金屬 溶液包括鉍溶液和金溶液中的任意一種，所述富集的金屬電極是以富集的鉍電極或富集的 金電極構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述富集 的鉍電極是如下形成的將所述鉍溶液選擇性地吸附在作為形成所述底電極的導(dǎo)電介質(zhì)的 玻璃碳電極以及鉍棒電極之一上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述富集 的金電極是如下形成的將所述富集的金溶液選擇性地吸附在作為形成所述底電極的導(dǎo)電 介質(zhì)的玻璃碳電極以及金棒電極之一上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述富集 的金屬電極是如下形成的在所述鉍溶液和金溶液中，選擇性地吸附具有對要測量的重金 屬離子的良好反應(yīng)性的溶液于所述底電極上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述底電 極的導(dǎo)電介質(zhì)是以玻璃碳電極、鉍棒電極和金棒電極之一構(gòu)成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述工作 電極設(shè)置在電解槽的上側(cè)，該電解槽中流入在前處理裝置中通過鹽酸或硝酸中的至少一種 解離為重金屬離子的樣品溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述電解 槽的上側(cè)還設(shè)有參比電極以及計數(shù)電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，與所述 工作電極、所述參比電極和所述計數(shù)電極相連接的恒壓器通過處理器控制，所述處理器對 所述各電極施加電勢，并檢測對此的回應(yīng)信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述處 理器分析所述回應(yīng)信號，通過顯示器顯示結(jié)果。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，吸附在所 述底電極表面的金屬離子和殘留在所述電解槽的重金屬離子是通過超聲波振動器和蒸餾 水中的至少一種洗滌的。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，其中，所述電解槽的下側(cè)還設(shè)有攪拌所述樣品溶液的攪拌器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，該分析法可以減少產(chǎn)生環(huán)境污染物質(zhì)，提高了表面穩(wěn)定性以及再現(xiàn)性。根據(jù)本發(fā)明的利用電化學(xué)分析法的在線重金屬分析裝置，包括工作電極，對該電極施加一定時間的電壓，富集存在于樣品溶液中的重金屬離子，然后慢慢施加相反電壓，測量隨著富集的物質(zhì)的脫膜變化的電流，用于測量上述重金屬的種類和濃度，其特征在于，其中，上述工作電極是以在底電極上被吸附金屬溶液形成電極膜的富集的金屬電極構(gòu)成的。
文檔編號G01N27/26GK101910831SQ200880124645
公開日2010年12月8日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者全淑禮, 樸炳宣, 梁僖珍, 梁善日, 玄文湜, 金昭延, 金洪錫 申請人:韓國生物系統(tǒng)株式會社