[發明專利]一種快速篩選多環芳烴的電化學方法

有效

• 申請號: 201410184358.4
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103926290A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 周長利;鄭香麗;衛茂超;劉姍
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及多環芳烴快速篩選技術領域，特別是涉及一種利用恒電位沉積法制備鎳鋁水滑石修飾玻碳電極以及用其快速篩選水體系中多環芳烴的電化學方法。

背景技術

多環芳烴（PAHs）是環境中普遍存在的一類持久性有機污染物，其對動物和人體具有強致癌、致畸、致突變性。目前對PAHs檢測手段主要集中在色譜、質譜、光譜、質量傳感器等方面，這些傳感器雖然具有較高靈敏度和選擇性，但操作繁瑣，成本高，實驗設備過于笨重，無法實現污染樣品的快速篩選和檢測。電化學檢測是各種檢測方法中較簡便的一類，具有較高的靈敏度和選擇性，可以實現樣品的快速檢測與判斷。但是目前發展的電化學傳感器局限于生物傳感器、電致發光傳感器等方面，其重現性以及傳感器的制作過程一直影響著傳感器的進一步發展。因此，亟需建立一種快速方便和高選擇性、高靈敏度的電化學分析法對多環芳烴進行快速篩選。這在環境監測、化工工業生產、在線質量監控等領域具有重要意義。

水滑石材料是一種層柱狀金屬氫氧化物，是一類近年來發展迅速的陰離子型粘土，其有著特殊的結構和物理及化學性能，在吸附、催化、電化學傳感器等領域占有重要位置，吸引了越來越多的科學家們的興趣。

由于空d軌道的存在，過渡元素的金屬很容易形成配合物，是良好的中心形成體。金屬鎘也是過渡元素的一種，其電負性跟鎳、鈷很接近，因而其性質類似于鎳、鈷等，但已報道的水滑石材料中尚未見到以過渡元素鎘形成的水滑石材料。金屬和配體間有著π成鍵作用力，可以使定域在金屬離子上的d電子進入π成鍵分子軌道，電子密度可以從金屬離子移向配體。從而金屬離子成為π電子的給予體，配體成為π電子的接受體。

多環芳烴（PAHs）自身是由多個不同環數的苯環按不同的排列方式組合而成，分子中含有多個大π鍵，因而多環芳烴和水滑石材料之間存在一個競爭機制，使用電化學方法研究時，當水滑石材料中加入多環芳烴之后，會有部分過渡元素離子與PAHs發生配合作用，使得金屬離子自身的氧化峰電流降低，峰電位也有所偏移。據此可以建立一種電化學方法來研究多環芳烴對水滑石材料的相互作用，從而實現多環芳烴的快速篩選。

發明內容

本發明的目的就是針對上述多環芳烴測定中的缺點而提供。一種利用恒電位沉積法制備鎳鋁水滑石修飾玻碳電極以及用其快速篩選水體系中多環芳烴的電化學方法。該修飾電極制作較簡便，穩定性好，無毒，并且本測定方法有效減低了共存物質的干擾，對多環芳烴具有高特異性，高選擇性，高靈敏度。

本發明的技術方案為：一種快速篩選多環芳烴的電化學方法，利用恒電位沉積法制備鎳鋁水滑石修飾金電極并用于快速篩選水體系中多環芳烴的電化學方法。

這種恒電位沉積法制備鎳鋁水滑石修飾金電極，其具體制作步驟為：稱取0.0411?g?Ni(NO₃)₂，0.01132?g?Al(NO₃)₂和0.3030?g?KNO₃于10?mL超純水中溶解；將溶解后的溶液通高純氮氣15分鐘后，以金電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑電極為對電極，采用恒電位-0.9?V沉積，沉積100?s后取出電極用超純水充分洗滌后紅外燈下烤干得到鎳鋁水滑石修飾金電極。

以鎳鋁水滑石修飾金電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑電極為對電極，利用差分脈沖伏安法對多環芳烴進行電化學測量。

一種快速篩選多環芳烴的電化學方法，具體步驟為：

（1）在含有10?mL?1?mol×L^-1?KOH溶液的電解池中，以鎳鋁水滑石修飾金電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑電極為對電極；實驗在CHI625B電化學綜合測試儀上進行，其附屬的計算機軟件供作實驗數據的采集和處理；在0.1～0.7?V電位范圍內進行循環伏安掃描5圈,?掃描速度100?mV/s；然后在0.1～0.7?V電位范圍內進行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安圖，測量峰電流值，即為空白峰電流值Ip⁰；

（2）用微量進樣器取一定量的多環芳烴溶液加入到電解池中，進行差分脈沖掃描，記錄示差脈沖伏安圖，測量峰電流值Ip¹，計算加入多環芳烴后峰電流的差值ΔIp¹（Ip¹?-?Ip⁰）；按此方法，加入不同濃度的多環芳烴標準溶液，即可得到相應的峰電流的差值ΔIp，峰電流值差值ΔIp與多環芳烴濃度的對數呈現良好的線性關系;