[發明專利]采用巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極同時檢測鎘、鉛離子的方法

有效

• 申請號: 201410746348.5
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104535640A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 孔泳;顧曉剛;黎珊;李偉;陶永新;魏永;張煒
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;G01N27/30
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明屬于電化學傳感器和重金屬檢測領域，涉及一種采用巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極同時檢測鎘、鉛離子的方法。

背景技術

目前，隨著工業化飛速發展，大量含有各種重金屬的工業廢液排入水體，嚴重影響著人類和其它生物的健康與生存。毒性強的重金屬鉛和鎘是環境水質的重要污染物，它們通過電鍍、增塑劑、顏料、電池生產、合金等方面含鉛和鎘廢水的排放進入環境水體當中。鉛和鎘的存在時間長又不可被生物降解的特點使其對環境構成了很大的威脅，且只要存有微量鉛和鎘就會對人們產生極大的危害。經過流行病學和動物試驗的證實，鉛和鎘共同被國際癌癥研究機構(IARC)定為3級對人類致癌危險性物質，監測各類食品中的鉛和鎘含量，控制人體攝入量是控制其危害的重要預防措施。所以研究出適合中國國情能夠對環境中重金屬鉛和鎘進行快速檢測的方法就變得十分必要且有意義。

因此，從環境保護角度上看，能夠快速準確檢測有毒的重金屬離子顯得尤為關鍵，如今采用離子載體為基礎的電極材料已成功用于重金屬離子的快速檢測。但是當離子載體絡合特定的金屬離子后卻發現難以同時檢測分析兩個或者多個重金屬離子。自2000年鉍膜修飾電極成功檢測重金屬離子以來，以鉍膜為基礎用于多種金屬離子的檢測已經得到了較為廣泛的發展和應用。

導電聚合物如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等中的N、S原子和重金屬離子之間相互作用，因此采用導電聚合物電極檢測重金屬離子已經得到了一定的關注。最近巰基化的導電聚合物憑借與重金屬離子的強烈絡合，從而成功用于快速檢測重金屬離子。然而巰基化導電聚合物的合成需要進行導電聚合物的合成和巰基化兩步完成，操作耗時、復雜。同時導電聚合物的過氧化后會引入一些含氧基團，比如羧基、羰基等，通常該過程會造成導電聚合物的導電性下降和脫摻雜。由于導電聚合物的導電性下降，導致過氧化導電聚合物表面沉積的鉍膜將更加均勻、光滑，同時增加與重金屬之間的靜電吸引，從而增加提高重金屬檢測能力。為了減少操作時間和降低操作難度，且形成更加均勻、光滑的鉍膜電極表面，因此采用一步法制備巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極同時檢測鎘、鉛離子。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：基于上述問題，本發明提供一種采用巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極同時檢測鎘、鉛離子的方法。

本發明解決其技術問題所采用的一個技術方案是：一種采用巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極同時檢測鎘、鉛離子的方法，包括以下步驟：

a、一步法制備巰基化聚間苯二胺修飾電極：配制含有H₂SO₄、間苯二胺和巰基丁二酸的電解質溶液，采用循環伏安法修飾玻碳電極表面，得到巰基化聚間苯二胺修飾電極；

b、制備過氧化巰基化聚間苯二胺修飾電極：將步驟a制備得到的巰基化聚間苯二胺修飾電極，在氫氧化鈉溶液中，采用恒電位法過氧化5～10min，得到過氧化巰基化聚間苯二胺修飾電極；

c、同時檢測鎘、鉛離子：配制含有硝酸鉍、硝酸鉛和硫酸鎘的NaAc-HAc緩沖溶液，在通氧狀態下，將步驟b制備得到的過氧化巰基化聚間苯二胺修飾電極置于NaAc-HAc緩沖溶液中，原位沉積鉍膜，靜置，采用方波溶出伏安法，進行鎘、鉛離子同時檢測。

進一步地，步驟a中H₂SO₄溶液濃度為0.01～0.5M，間苯二胺溶液濃度為0.01～0.5M，巰基丁二酸溶液濃度為0.5～10mM。

進一步地，步驟a中H₂SO₄溶液濃度為0.1M，間苯二胺溶液濃度為0.1M，巰基丁二酸溶液濃度為5mM。

進一步地，步驟a中循環伏安掃描電位范圍為-0.2～1.2V，掃速為50mV/s。

進一步地，步驟b中氫氧化鈉濃度為0.01～1M，恒電位電壓為0.9～1.3V。

進一步地，步驟b中氫氧化鈉濃度為0.2M，恒電位電壓為1.0V。

進一步地，步驟c中硝酸鉍溶液濃度為100～5000μg/L，NaAc-HAc緩沖溶液的pH值為2～8，原位沉積時間為15～180s，原位沉積電位范圍為-1.3～-0.9V，靜置5～25s。

進一步地，步驟c中硝酸鉍溶液濃度為1000μg/L，NaAc-HAc緩沖溶液的pH值為6，原位沉積時間為150s，原位沉積電位為-1.0V，靜置15s。

進一步地，步驟c中鎘、鉛離子的檢測電位范圍為-1.2～-0.2V，鎘、鉛離子的檢測濃度均為6～360μg/L。