采用巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極同時(shí)檢測鎘、鉛離子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)傳感器和重金屬檢測領(lǐng)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(shí)檢測鎘、鉛離子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著工業(yè)化飛速發(fā)展，大量含有各種重金屬的工業(yè)廢液排入水體，嚴(yán)重影響著人類和其它生物的健康與生存。毒性強(qiáng)的重金屬鉛和鎘是環(huán)境水質(zhì)的重要污染物，它們通過電鍍、增塑劑、顏料、電池生產(chǎn)、合金等方面含鉛和鎘廢水的排放進(jìn)入環(huán)境水體當(dāng)中。鉛和鎘的存在時(shí)間長又不可被生物降解的特點(diǎn)使其對環(huán)境構(gòu)成了很大的威脅，且只要存有微量鉛和鎘就會(huì)對人們產(chǎn)生極大的危害。經(jīng)過流行病學(xué)和動(dòng)物試驗(yàn)的證實(shí)，鉛和鎘共同被國際癌癥研宄機(jī)構(gòu)(IARC)定為3級對人類致癌危險(xiǎn)性物質(zhì)，監(jiān)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(yù)防措施。所以研宄出適合中國國情能夠?qū)Νh(huán)境中重金屬鉛和鎘進(jìn)行快速檢測的方法就變得十分必要且有意義。
[0003]因此，從環(huán)境保護(hù)角度上看，能夠快速準(zhǔn)確檢測有毒的重金屬離子顯得尤為關(guān)鍵，如今采用離子載體為基礎(chǔ)的電極材料已成功用于重金屬離子的快速檢測。但是當(dāng)離子載體絡(luò)合特定的金屬離子后卻發(fā)現(xiàn)難以同時(shí)檢測分析兩個(gè)或者多個(gè)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(chǔ)用于多種金屬離子的檢測已經(jīng)得到了較為廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
[0004]導(dǎo)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(dǎo)電聚合物電極檢測重金屬離子已經(jīng)得到了一定的關(guān)注。最近巰基化的導(dǎo)電聚合物憑借與重金屬離子的強(qiáng)烈絡(luò)合，從而成功用于快速檢測重金屬離子。然而巰基化導(dǎo)電聚合物的合成需要進(jìn)行導(dǎo)電聚合物的合成和巰基化兩步完成，操作耗時(shí)、復(fù)雜。同時(shí)導(dǎo)電聚合物的過氧化后會(huì)引入一些含氧基團(tuán)，比如羧基、羰基等，通常該過程會(huì)造成導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性下降和脫摻雜。由于導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性下降，導(dǎo)致過氧化導(dǎo)電聚合物表面沉積的鉍膜將更加均勻、光滑，同時(shí)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(shí)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(shí)檢測鎘、鉛離子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:基于上述問題，本發(fā)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(shí)檢測鎘、鉛離子的方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的一個(gè)技術(shù)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(shí)檢測鎘、鉛離子的方法，包括以下步驟:
[0007]a、一步法制備巰基化聚間苯二胺修飾電極:配制含有H2S04、間苯二胺和巰基丁二酸的電解質(zhì)溶液，采用循環(huán)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；
[0008]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?lOmin，得到過氧化巰基化聚間苯二胺修飾電極；
[0009]C、同時(shí)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(tài)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(jìn)行鎘、鉛離子同時(shí)檢測。
[0010]進(jìn)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。
[0011 ] 進(jìn)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。
[0012]進(jìn)一步地，步驟a中循環(huán)伏安掃描電位范圍為-0.2?1.2V，掃速為50mV/s。
[0013]進(jìn)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。
[0014]進(jìn)一步地，步驟b中氫氧化鈉濃度為0.2M，恒電位電壓為1.0V。
[0015]進(jìn)一步地，步驟c中硝酸鉍溶液濃度為100?5000 μ g/L, NaAc-HAc緩沖溶液的pH值為2?8，原位沉積時(shí)間為15?180s，原位沉積電位范圍為-1.3?-0.9V，靜置5?25s0
[0016]進(jìn)一步地，步驟c中硝酸鉍溶液濃度為1000 μ g/L, NaAc-HAc緩沖溶液的pH值為6，原位沉積時(shí)間為150s，原位沉積電位為-1.0V，靜置15s。
[0017]進(jìn)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?360 μ g/L。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:一步法制備巰基化聚間苯二胺修飾電極，操作簡單、省時(shí)省力；過氧化導(dǎo)電聚合物表面沉積的鉍膜將更加均勻、光滑，同時(shí)提高與重金屬之間的靜電吸弓I，從而增加重金屬檢測能力。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]圖1為實(shí)施例一中巰基丁二酸的濃度對檢測鎘、鉛離子的影響；
[0021]圖2為實(shí)施例二中原位沉積電位對檢測鎘、鉛離子的影響，其中，a:-l.2V,b:-l.3V, c:-l.1V, d:-l.0V, e:-0.9V ；
[0022]圖3為實(shí)施例三中原位沉積時(shí)間對檢測鎘、鉛離子的影響；
[0023]圖4為實(shí)施例四中NaAc-HAc緩沖溶液的pH值對檢測鎘、鉛離子的影響；
[0024]圖5為實(shí)施例五中鉛、鎘離子濃度對檢測鎘、鉛離子的影響；
[0025]圖6為對比例一中不同修飾鉍膜電極對檢測鎘、鉛離子的影響，其中，a:玻碳修飾秘膜電極，b:聚間苯二胺修飾秘膜電極，c:過氧化聚間苯二胺修飾秘膜電極，d:巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
[0027]實(shí)施例一:
[0028]a、配制含有0.1M H2S04、0.1M間苯二胺和不同濃度的巰基丁二酸電解質(zhì)溶液，采用循環(huán)伏安法，電位范圍為-0.2?1.2V，掃速為50mV/s，將其修飾在玻碳電極表面，一步法得到巰基化聚間苯二胺修飾電極。
[0029]b、將步驟a制備得到的電極，在0.2M的氫氧化鈉溶液中在1.0V恒電位過氧化8min，得到過氧化巰基化聚間苯二胺修飾電極。
[0030]C、在通氧狀態(tài)下，將步驟b修飾電極置于含Bi3+、Pb2+和Cd 2+的NaAc-HAc緩沖溶液中，原位沉積鉍膜，得到巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極。
[0031]為了考察步驟a中巰基丁二酸的濃度對檢測鎘、鉛離子的影響，因此，分別采用0.5mM、lmM、5mM、10mM的巰基丁二酸制備電極，檢測鎘、鉛離子的結(jié)果見圖1，可見5mM巰基丁二酸向聚間苯二胺摻雜達(dá)到了飽和狀態(tài)。
[0032]實(shí)施例二:
[0033]首先制備巰基化和過氧化聚間苯二胺修飾鉍膜電極，制備過程與實(shí)施例一相同。
[0034]為了考察步驟c中原位沉積電位對檢測鎘、鉛離子的影響，因此，分別采用-0.9