一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法，該方法中涉及的電化學(xué)傳感器是由工作電極、對(duì)電極、參比電極、電解池及電化學(xué)工作站組成，工作電極是由玻碳電極基底，Nafion膜和有序管狀介孔碳/氨基芘復(fù)合物組成，其中工作電極以玻碳電極為基底電極，在其表面修飾Nafion/有序管狀介孔碳/氨基芘復(fù)合物膜。該方法中的電化學(xué)傳感器結(jié)合了管狀介孔碳大比表面、Nafion及氨基蓖可有效吸附重金屬離子的特點(diǎn)，可在極大范圍內(nèi)檢測(cè)鉛離子，檢測(cè)上線達(dá)到500μg/L。該方法重現(xiàn)性好，抗干擾能力強(qiáng)且穩(wěn)定性高，可用于鉛離子現(xiàn)場(chǎng)分析。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬離子電化學(xué)傳感器領(lǐng)域，具體是利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著工農(nóng)業(yè)以及經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，大氣、土壤、水體中均存在重金屬(P>5g/ cm3)污染，重金屬污染已經(jīng)成為危害最大的環(huán)境污染問(wèn)題之一。重金屬污染物在環(huán)境中難 以降解，并且能在動(dòng)物和植物體內(nèi)長(zhǎng)期停留與積累，通過(guò)食物鏈逐步富集，進(jìn)入人體后濃度 成千上萬(wàn)倍地增加，極大地?fù)p害著居民的健康。以鉛污染物為例，新疆煤炭及礦產(chǎn)資源豐 富，在開(kāi)采及使用過(guò)程中，不可避免地帶來(lái)鉛的污染。有關(guān)調(diào)查研究顯示：目前新疆烏魯木 齊市以及石河子市等地已經(jīng)受到鉛離子的污染。因此，實(shí)現(xiàn)重金屬特別是鉛離子的檢測(cè)對(duì) 確保全疆人民的安全，具有重要的意義。
[0003] -些成熟的方法如光譜、色譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜法等已經(jīng)被用于檢測(cè)鉛金 屬離子。但是，在這些方法中，有些存在儀器價(jià)格昂貴，運(yùn)行費(fèi)用高，不易攜帶等缺點(diǎn)，有些 則需要復(fù)雜的前處理。因此，不易實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)、連續(xù)的重金屬檢測(cè)。電化學(xué)方法（即電化 學(xué)傳感器)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、便攜化，有望實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)、連續(xù)的污染物檢測(cè)。已被證明，在 重金屬鉛離子檢測(cè)方面，該方法有高的準(zhǔn)確性和低的檢測(cè)限。此外，對(duì)于實(shí)際樣品檢測(cè)來(lái) 說(shuō)，電化學(xué)傳感器也給出了令人滿意的結(jié)果。工作電極作為電化學(xué)傳感器的核心部件，決定 著傳感器的傳感性能如檢測(cè)限、穩(wěn)定性、靈敏度和線性范圍等。因此，獲得具有高電催化活 性、好分散性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的工作電極材料是獲得穩(wěn)定、高效的鉛離子電化學(xué)傳感器的重 中之重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于，提供一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法，該方法中涉及 的電化學(xué)傳感器是由工作電極、對(duì)電極、參比電極、電解池及電化學(xué)工作站組成，工作電極 是由玻碳電極基底，Naf ion膜和有序管狀介孔碳/氨基芘組成，其中工作電極以玻碳電極為 基底電極，在其表面修飾Nafion/有序管狀介孔碳/氨基芘復(fù)合物膜。該方法中的電化學(xué)傳 感器結(jié)合了管狀介孔碳大比表面、Nafion及氨基蓖可有效吸附重金屬離子的特點(diǎn)，可在極 大范圍內(nèi)檢測(cè)鉛離子，檢測(cè)上線達(dá)到500yg/L。該方法重現(xiàn)性好，抗干擾能力強(qiáng)且穩(wěn)定性高， 可用于鉛離子現(xiàn)場(chǎng)分析。
[0005] 本發(fā)明所述的一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法，該方法中涉及的電化學(xué) 傳感器是由工作電極、對(duì)電極、參比電極、電解池及電化學(xué)工作站組成，工作電極(2)是由玻 碳電極基底(6)，Nafion膜(7)和有序管狀介孔碳/氨基芘(8)組成，工作電極(2)、對(duì)電極(3) 和參比電極(4)的一端分別連接在電化學(xué)工作站（1)上，工作電極(2)、對(duì)電極(3)和參比電 極(4)的另一端分別放置在電解池(5)中的電解液中，電解池(5)中的電解液為含有待測(cè)鉛 離子的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，參比電極(4)為銀或氯化銀電極，對(duì)電極(3)為鉑絲，具體操 作按下列步驟進(jìn)行：
[0006] 管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物的制備：
[0007] a、將糠醇、三甲基苯、草酸的混合溶液孕注到有序介孔二氧化硅SBA-15的孔道中， 經(jīng)溫度50°C和90 °C各加熱24小時(shí)，所得黃色粉末放入瓷舟，將瓷舟放入管式爐，在溫度850 °C退火4小時(shí)，得到黑色粉末，再用氫氟酸溶液浸泡，攪拌24小時(shí)，過(guò)濾留取黑色粉末，用去 離子水洗滌，放入烘箱溫度60°C干燥，即得到管狀有序介孔碳，再將氨基芘和管狀有序介孔 碳超聲復(fù)合得到分散性良好的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物(8);
[0008] 工作電極的制備：
[0009] b、將步驟a得到的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物(8)溶于水中，配制成lmg/L的懸 浮液，超聲至均勾分散；
[0010] C、將玻碳電極基底(6)表面進(jìn)行打磨拋光處理，用乙醇和去離子水清洗后，用移液 槍取步驟b中的懸浮液，滴涂到玻碳電極基底(6)上，室溫下干燥24小時(shí)后，再滴加0.5 %的 Naf ion溶液，經(jīng)6小時(shí)后，得到Naf ion/管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6);
[0011] d、將步驟c中的管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6)、參比電極(4)和 對(duì)電極(3)的一端分別連接到電化學(xué)工作站（1)上，再將另一端分別浸入電解池(5)中的含 待測(cè)鉛離子的乙酸-乙酸鈉緩沖液中，pH 4.5,加載沉積電位-1.2V的富集電壓，時(shí)間為 120s，在電解池(5)中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，電解液中的鉛離子在電場(chǎng)力的作用下， 迀移到管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6)表面，還原成金屬單質(zhì)，附著在管 狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6)上，完成了原位鉛離子富集，得到了工作電 極⑵；
[0012] e、對(duì)電化學(xué)傳感器按常規(guī)方法進(jìn)行抗干擾及穩(wěn)定性測(cè)試；
[0013]鉛離子的檢測(cè)：
[0014] f、停止攪拌，靜置10s過(guò)后，在工作電極（2)上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍 是-1-0V，富集的鉛單質(zhì)轉(zhuǎn)變成鉛離子溶出，由電化學(xué)工作站（1)記錄電流-電壓變化情況， 得到了電流-電壓曲線，測(cè)定不同鉛離子濃度下的溶出峰電流值，以峰電流對(duì)待測(cè)離子濃度 繪制傳感曲線圖。
[0015] 本發(fā)明所述的一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法，該方法中獲得的管狀有 序介孔碳電極材料具有好的耐酸堿性、高的比表面積（圖3a)、好的有序性(圖3b)。之后通過(guò) 氨基芘非共價(jià)修飾的有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物具有良好的分散性（圖3c)。該納米復(fù)合物 的高比表面、多孔結(jié)構(gòu)和氨基芘中的氮路易斯堿（圖3d)可以有效吸附鉛離子(路易斯酸）。 因此可提高電化學(xué)檢測(cè)重金屬的線性范圍和傳感速度。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明電化學(xué)傳感器示意圖，其中1是電化學(xué)工作站，2為工作電極，3為對(duì)電 極，4為參比電極，5為電解池；
[0017] 圖2為本發(fā)明的電化學(xué)傳感器工作電極的示意圖，其中6是玻碳電極基底，7為 Naf ion膜，8為管狀介孔碳/氨基芘納米復(fù)合物；
[0018] 圖3為本發(fā)明的管狀有序介孔碳及管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物的表征圖，其中 a為實(shí)施例1制備的管狀有序介孔碳的氣氣吸附表征;b為實(shí)施例1制備的管狀有序介孔碳的 透射電子顯微鏡表征;C為實(shí)施例1制備的管狀有序介孔碳及管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合 物在水中的分散圖，其中左邊的瓶子為管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物，右邊的瓶子為單獨(dú) 的管狀有序介孔碳;d為氣基花的分子結(jié)構(gòu)式，含有氣路易斯喊；
[0019] 圖4為本發(fā)明分析鉛離子的差示脈沖陽(yáng)極溶出伏安曲線及對(duì)應(yīng)的工作曲線圖，及 它的抗干擾能力與穩(wěn)定性測(cè)試圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 本發(fā)明所述的一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法，該方法中涉及的電化學(xué) 傳感器是由工作電極、對(duì)電極、參比電極、電解池及電化學(xué)工作站組成，工作電極2是由玻碳 電極基底6，Naf ion膜7和有序管狀介孔碳/氨基芘復(fù)合物8組成，工作電極2、對(duì)電極3和參比 電極4的一端分別連接在電化學(xué)工作站1上，工作電極2、對(duì)電極3和參比電極4的另一端分別 放置在電解池5中的電解液中，電解池5中的電解液為含有待測(cè)鉛離子的醋酸-醋酸鈉緩沖 溶液，參比電極4為銀或氯化銀電極，對(duì)電極3為鉑絲，具體操作按下列步驟進(jìn)行：
[0022] 管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物的制備：
[0023] a、將糠醇、三甲基苯、草酸的混合溶液孕注到有序介孔二氧化硅SBA-15的孔道中， 經(jīng)溫度50°C和90 °C各加熱24小時(shí)，所得黃色粉末放入瓷舟，將瓷舟放入管式爐，在溫度850 °C退火4小時(shí)，得到黑色粉末，再用氫氟酸溶液浸泡，攪拌24小時(shí)，過(guò)濾留取黑色粉末，用去 離子水洗滌，放入烘箱溫度60°C干燥，即得到管狀有序介孔碳，再將氨基芘和管狀有序介孔 碳超聲復(fù)合得到分散性良好的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物8;
[0024]工作電極的制備：
[0025] b、將步驟a得到的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物8溶于水中，配制成lmg/L的懸浮 液，超聲至均勾分散；
[0026] c、將玻碳電極基底6表面進(jìn)行打磨拋光處理，用乙醇和去離子水清洗后，用移液槍 取步驟b中的懸浮液，滴涂到玻碳電極基底6上，室溫下干燥24小時(shí)后，再滴加0.5 %的 Naf ion溶液，經(jīng)6小時(shí)后，得到Naf ion/管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6;
[0027] d、將步驟c中的管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6、參比電極4和對(duì)電 極3的一端分別連接到電化學(xué)工作站1上，再將另一端分別浸入電解池5中的含待測(cè)鉛離子 的醋酸-醋酸鈉緩沖液中，pH 4.5，加載沉積電位-1.2V的富集電壓，時(shí)間為120s，在電解池5 中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，電解液中的鉛離子在電場(chǎng)力的作用下，迀移到管狀有序介 孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6表面，還原成金屬單質(zhì)，附著在管狀有序介孔碳/氨基芘 負(fù)載的玻碳電極基底6上，完成了原位鉛離子富集，得到了工作電極2;
[0028] e、對(duì)電化學(xué)傳感器按常規(guī)方法進(jìn)行抗干擾及穩(wěn)定性測(cè)試；
[0029] 將管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6,對(duì)電極3,參比電極4的一端分 別連接到電化學(xué)工作站1上，再將另一端分別浸入電解池5中的含待測(cè)鉛離子的5mL的pH = 4.5的醋酸-醋酸鈉緩沖液中，然后添加300yg/L的鉛離子，再同時(shí)加入同濃度的干擾離子 Zn2+，Ca 2+，Mg2+，Na+，K+，Al3+，F(xiàn)e3+，F(xiàn)e 2+，Cd2+，Hg2+，加載沉積電位-1.2V 的富集電壓，富集時(shí)間 為120s，在電解池5中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，等電化學(xué)工作站富集操作完成后，快速 停止攪拌，靜置l〇s過(guò)后，在工作電極2上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-1~0V，終止 電位OV，振幅80mV，脈沖寬度50ms，電位增量4mV富集的單質(zhì)鉛被氧化成鉛離子溶出，由電化 學(xué)工作站1記錄電流-電壓變化情況，得到了電流-電壓曲線，測(cè)試結(jié)果（圖4C)顯示在眾多干 擾離子存在下對(duì)鉛的差式脈沖陽(yáng)極溶出伏安曲線峰電流影響在3 %以內(nèi)，證實(shí)該發(fā)明中涉 及的電化學(xué)傳感器具有極高的抗干擾能力；
[0030] 將管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6在冰箱中儲(chǔ)存6個(gè)月，然后將存 儲(chǔ)后的管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6,對(duì)電極3,參比電極4的一端分別連 接到電化學(xué)工作站1上，再將另一端分別浸入電解池5中的含待測(cè)鉛離子的5mL的pH = 4.5的 醋酸-醋酸鈉緩沖液中，然后添加200yg/L的鉛離子，加載沉積電位-1.2V的富集電壓，富集 時(shí)間為120s，在電解池5中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，等電化學(xué)工作站富集操作完成后， 快速停止攪拌，靜置l〇s過(guò)后，在工作電極2上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-1~0V， 終止電位0V，振幅80mV，脈沖寬度50ms，電位增量4mV富集的單質(zhì)鉛被氧化成鉛離子溶出，由 電化學(xué)工作站1記錄電流-電壓變化情況，得到了電流-電壓曲線，數(shù)據(jù)結(jié)果如圖4D所示，存 儲(chǔ)六個(gè)月后鉛離子溶出電流僅下降約11%，表明該傳感器具有極高的穩(wěn)定性；
[0031] 鉛離子的檢測(cè)：
[0032] e、停止攪拌，靜置10s過(guò)后，在工作電極2上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-IV，終止電位0V，振幅80mV，脈沖寬度50ms，電位增量4mV，富集的鉛單質(zhì)被氧化成鉛離子溶 出，由電化學(xué)工作站1記錄電流-電壓變化情況，得到了電流-電壓曲線，將鉛離子標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備 溶液用pH=4.5的醋酸-醋酸鈉為緩沖液稀釋鉛離子濃度為100yg/L、200yg/L、300yg/L、400 yg/LjOOyg/L，記錄鉛離子的差分脈沖陽(yáng)極溶出伏安曲線，待測(cè)液中不同濃度的鉛離子對(duì) 應(yīng)其不同的峰電流值，以峰電流-濃度做工作曲線（圖4A，4B)，工作電極2 (管狀有序介孔碳/ 氨基芘/玻碳電極)對(duì)鉛離子的響應(yīng)線性范圍濃度范圍是lOO-SOOyg/L，擬合的線性關(guān)系式 是:y = 0.69+0.05x，相關(guān)系數(shù)R = 0.999，本發(fā)明所述方法對(duì)鉛離子的線性范圍極寬，展現(xiàn)了 復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 涉及的電化學(xué)傳感器與實(shí)施例1相同；
[0035]具體操作按下列步驟進(jìn)行：
[0036]管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物的制備：
[0037] a、將糠醇、三甲基苯、草酸的混合溶液孕注到有序介孔二氧化硅SBA-15的孔道中， 經(jīng)溫度50°C和90 °C各加熱24小時(shí)，所得黃色粉末放入瓷舟，將瓷舟放入管式爐，在溫度850 °C退火4小時(shí)，得到黑色粉末，再用氫氟酸溶液浸泡，攪拌24小時(shí)，過(guò)濾留取黑色粉末，用去 離子水洗滌，放入烘箱溫度60°C干燥，即得到管狀有序介孔碳，再將氨基芘和管狀有序介孔 碳超聲復(fù)合得到分散性良好的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物8;
[0038]工作電極的制備：
[0039] b、將步驟a得到的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物8溶于水中，配制成lmg/L的懸浮 液，超聲至均勾分散；
[0040] C、將玻碳電極基底6表面進(jìn)行打磨拋光處理，用乙醇和去離子水清洗后，用移液槍 取步驟b中的懸浮液，滴涂到玻碳電極基底6上，室溫下干燥24小時(shí)后，再滴加0.5 %的 Naf ion溶液，經(jīng)6小時(shí)后，得到Naf ion/管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6;
[0041] d、將步驟c中的管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6、參比電極4和對(duì)電 極3的一端分別連接到電化學(xué)工作站1上，再將另一端分別浸入電解池5中的含待測(cè)鉛離子 的醋酸-醋酸鈉緩沖液中，pH 4.5，加載沉積電位-1.2V的富集電壓，時(shí)間為120s，在電解池5 中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，電解液中的鉛離子在電場(chǎng)力的作用下，迀移到管狀有序介 孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6表面，還原成金屬單質(zhì)，附著在管狀有序介孔碳/氨基芘 負(fù)載的玻碳電極基底6上，完成了原位鉛離子富集，得到了工作電極2;
[0042] e、對(duì)電化學(xué)傳感器按常規(guī)方法進(jìn)行抗干擾及穩(wěn)定性測(cè)試；
[0043] 將管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6,對(duì)電極3,參比電極4的一端分 別連接到電化學(xué)工作站1上，再將另一端分別浸入電解池5中的含待測(cè)鉛離子的5mL的pH = 4.5的醋酸-醋酸鈉緩沖液中，然后添加300yg/L的鉛離子，再同時(shí)加入同濃度的干擾離子 Zn2+，Ca 2+，Mg2+，Na+，K+，Al3+，F(xiàn)e3+，F(xiàn)e 2+，Cd2+，Hg2+，加載沉積電位-1.2V 的富集電壓，富集時(shí)間 為120s，在電解池5中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，等電化學(xué)工作站富集操作完成后，快速 停止攪拌，靜置l〇s過(guò)后，在工作電極2上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-1~0V，終止 電位0V，振幅80mV，脈沖寬度50ms，電位增量4mV富集的單質(zhì)鉛被氧化成鉛離子溶出，由電化 學(xué)工作站1記錄電流-電壓變化情況，得到了電流-電壓曲線，測(cè)試結(jié)果（圖4C)顯示在眾多干 擾離子存在下對(duì)鉛的差式脈沖陽(yáng)極溶出伏安曲線峰電流影響在3 %以內(nèi)，證實(shí)該發(fā)明中涉 及的電化學(xué)傳感器具有極高的抗干擾能力；
[0044] 將管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6在冰箱中儲(chǔ)存6個(gè)月，然后將存 儲(chǔ)后的管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底6,對(duì)電極3,參比電極4的一端分別連 接到電化學(xué)工作站1上，再將另一端分別浸入電解池5中的含待測(cè)鉛離子的5mL的pH = 4.5的 醋酸-醋酸鈉緩沖液中，然后添加200yg/L的鉛離子，加載沉積電位-1.2V的富集電壓，富集 時(shí)間為120s，在電解池5中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，等電化學(xué)工作站富集操作完成后， 快速停止攪拌，靜置l〇s過(guò)后，在工作電極2上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-1~0V， 終止電位0V，振幅80mV，脈沖寬度50ms，電位增量4mV富集的單質(zhì)鉛被氧化成鉛離子溶出，由 電化學(xué)工作站1記錄電流-電壓變化情況，得到了電流-電壓曲線，數(shù)據(jù)結(jié)果如圖4D所示，存 儲(chǔ)六個(gè)月后鉛離子溶出電流僅下降約11%，表明該傳感器具有極高的穩(wěn)定性；
[0045] 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室自來(lái)水中的鉛離子：
[0046] 水樣取自實(shí)驗(yàn)室的自來(lái)水，取含有自來(lái)水水樣的5mL醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，放入 10mL電解池中，再向電解池中添加鉛離子作為檢測(cè)液，將管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物8 負(fù)載的玻碳電極基底6,參比電極4,對(duì)電極3的一端分別浸入電解池，將另一端分別連接到 電化學(xué)工作站1上，加載沉積電位-1.2V的富集電壓，時(shí)間為120s，在電解池5中放置一個(gè)磁 子，控制攪拌速度，電解液中的鉛離子在電場(chǎng)力的作用下，迀移到管狀有序介孔碳/氨基芘 復(fù)合物8負(fù)載的玻碳電極基底6表面，還原成鉛單質(zhì)，附著在管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物 8負(fù)載的玻碳電極基底6上；
[0047]停止攪拌，靜置10s過(guò)后，在工作電極2上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-1-0V，終止電位0V，掃描幅度:50mV;脈沖寬度:50ms，電位增量:4mV，富集的單質(zhì)鉛被氧化成鉛 離子溶出，由電化學(xué)工作站1記錄電流-電壓變化情況，得到了電流-電壓曲線，測(cè)定自來(lái)水 中鉛的陽(yáng)極溶出峰電流值，利用工作曲線計(jì)算鉛離子含量。
[0048]利用本發(fā)明所述方法中涉及的電化學(xué)傳感器檢測(cè)到的鉛離子的濃度為105.56yg L一 1，303.99以81/1，53叫81/1，鉛離子的回收率各是105.56%，101.33%和106.2%(表1) :
[0049]表 1
[0051]從表1中可以看出：本發(fā)明所述的利用電化學(xué)傳感器中的工作電極2(Nafion/管狀 有序介孔碳/氨基芘/玻碳電極)可以應(yīng)用于自來(lái)水中鉛離子的檢測(cè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用電化學(xué)傳感器檢測(cè)鉛離子的方法，其特征在于該方法中涉及的電化學(xué)傳感 器是由工作電極、對(duì)電極、參比電極、電解池及電化學(xué)工作站組成，工作電極(2)是由玻碳電 極基底(6)，Naf ion膜(7)和有序管狀介孔碳/氨基芘復(fù)合物(8)組成，工作電極(2)、對(duì)電極 (3)和參比電極(4)的一端分別連接在電化學(xué)工作站（1)上，工作電極(2)、對(duì)電極(3)和參比 電極(4)的另一端分別放置在電解池(5)中的電解液中，電解池(5)中的電解液為含有待測(cè) 鉛離子的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，參比電極(4 )為銀或氯化銀電極，對(duì)電極(3 )為鉑絲，具體 操作按下列步驟進(jìn)行： 管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物的制備： a、 將糠醇、三甲基苯、草酸的混合溶液孕注到有序介孔二氧化硅SBA-15的孔道中，經(jīng)溫 度50 °C和90°C各加熱24小時(shí)，所得黃色粉末放入瓷舟，將瓷舟放入管式爐，在溫度850°C退 火4小時(shí)，得到黑色粉末，再用氫氟酸溶液浸泡，攪拌24小時(shí)，過(guò)濾留取黑色粉末，用去離子 水洗滌，放入烘箱溫度60°C干燥;即得到管狀有序介孔碳;在將氨基芘和管狀有序介孔碳超 聲復(fù)合得到分散性良好的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物(8); 工作電極的制備： b、 將步驟a得到的管狀有序介孔碳/氨基芘復(fù)合物（8)溶于水中，配制成lmg/L的懸浮 液，超聲至均勾分散； c、 將玻碳電極基底(6)表面進(jìn)行打磨拋光處理，用乙醇和去離子水清洗后，用移液槍取 步驟b中的懸浮液，滴涂到玻碳電極基底(6)上，室溫下干燥24小時(shí)后，再滴加0.5%的Naf ion 溶液，經(jīng)6小時(shí)后，得到Naf ion/管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6); d、 將步驟c中的管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6)、參比電極(4)和對(duì)電 極(3)的一端分別連接到電化學(xué)工作站（1)上，再將另一端分別浸入電解池(5)中的含待測(cè) 鉛離子的乙酸-乙酸鈉緩沖液中，pH 4.5,加載沉積電位-1.2 V的富集電壓，時(shí)間為120 s， 在電解池(5)中放置一個(gè)磁子，控制攪拌速度，電解液中的鉛離子在電場(chǎng)力的作用下，迀移 到管狀有序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底(6)表面，還原成金屬單質(zhì)，附著在管狀有 序介孔碳/氨基芘負(fù)載的玻碳電極基底（6)上，完成了原位鉛離子富集，得到了工作電極 (2)； e、 對(duì)電化學(xué)傳感器按常規(guī)方法進(jìn)行抗干擾及穩(wěn)定性測(cè)試； 鉛離子的檢測(cè)： f、 停止攪拌，靜置10 s過(guò)后，在工作電極(2)上加載一個(gè)正向掃描電壓，掃描范圍是-ΙΟ V， 富集的鉛單質(zhì)轉(zhuǎn)變成鉛離子溶出 ，由 電化學(xué)工作站 （1) 記錄電流-電壓變化情況，得到 了電流-電壓曲線，測(cè)定不同鉛離子濃度下的溶出峰電流值，以峰電流對(duì)待測(cè)離子濃度繪制 傳感曲線圖。
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK106018506SQ201610307740
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】周生海, 王傳義, 李守柱
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所