Schiff堿金屬配合物及冠醚化合物在化學傳感器研究中的應用.pdf

1、離子選擇電極(ion selective electrode，ISE)是近年來得到廣泛應用的電化學傳感器。離子電極分析法是一種直接的、非破壞性的分析方法，所需設備簡單，操作方便，測量的范圍廣，靈敏度高，能進行快速連續(xù)監(jiān)測，因此離子選擇性電極幾乎在工農業(yè)生產和科學技術的所有部門都獲得了實際而廣泛的應用。大量的Schiff堿金屬配合物和冠醚類化合物由于具有特殊的空間構型而被用作離子選擇性電極的載體物質。離子選擇性電極載體的設計、合成和應用是

2、離子選擇性電極研究的重要方向之一。本文的研究集中于Schiff堿金屬配合物和冠醚類化合物作為中性載體的PVC溶劑聚合膜離子選擇性電極的基礎研究及其作為化學傳感器初步應用于實際樣品分析。 第一部分高靈敏度高選擇性硫氰酸根離子選擇性電極的研究1.研究了基于Schiff堿水楊醛鄰氨基酚合Cu(Ⅱ)[Cu(Ⅱ)-SHAP]和5-溴水楊醛鄰氨基酚合Cu(Ⅱ)[5-Br-Cu(Ⅱ)-SHAP]為中性載體的PVC溶劑聚合膜陰離子選擇性電極，實

3、驗發(fā)現(xiàn)以水楊醛鄰氨基酚合Cu(Ⅱ)該金屬配合物為載體的電極對SCN-離子具有優(yōu)良的選擇性并呈現(xiàn)出反Hofmeister行為，其選擇性次序為SCN->C104->SO32->I->S2O32->C2O4->Sal->HC03->NO2->SO42->F->CI->NO3-。在pH4.0的0.01mol/L的磷酸鹽緩沖溶液中，電極電位呈現(xiàn)近能斯特響應，線性響應范圍為2.3x10-6.1.0×10-1mol/L，其斜率為-54.9+-3：1

4、mV/decade(pH 4.0，20 oC)，檢測下限為9.0x10-7 mol/L，電極響應時間t95％小于10 s。本實驗以5-Br-Cu(II)-SHAP為載體的電極與Cu(II)-SHAP 為載體的電極進行了對比，其線性范圍5.1×10-5 -1.O×lO-1mol/L，其斜率為-63.3 mV/decade(pH 4.0，20。C)，檢測下限為2.0x10-mol/L。采用紫外可見光譜分析技術和交流阻抗技術研究了電極對SCN

5、-離子的響應機理，并將電極初步應用于實驗室廢水的測定。 2.研究了基于Schiff堿香茅醛縮鄰氨基苯甲酸合Cu(II)[Cu(II)-HXAB]和水楊醛縮鄰氨基苯甲酸合Cu(II)[Cu(II)-SHAB]為中性載體的PVC溶劑聚合膜陰離子選擇性電極，實驗結果表明，以Cu(II)-HXAB為載體的電極對硫氰酸根離子表現(xiàn)出近能斯特響應，其線性范圍1.0×10-6.1.0×10—mol/L，其斜率為-57.3 mV/decade(p

6、H 5.0，20。C)，檢測下限為8.5xlO-7mol/L，電極響應時間t95％為15～20 s。該電極對SCN-離子具有優(yōu)良的選擇性并呈現(xiàn)出反Hofmeister行為，其選擇性次序為：SCN->Sal->C104->I->N03->HCO3->H2PO4->NO2->C1->F-本實驗以Cu(II)-SHAB為載體的電極與Cu(II)-HXAB為載體的電極進行了對比，結果表明以Cu(II)-SHAB為載體的電極對硫氰酸根離子的線性范

7、圍4.0x10-6～1.0x10-1mol/L，其斜率為-69.4 mV/decade(pH 5.0，20℃)，檢測下限為2.0x 10-6～mol/L。采用紫外可見光譜分析技術、紅外光譜和交流阻抗技術研究了電極對SCN-離子的響應機理，并將電極初步應用于實驗室廢水的測定。第二部分高靈敏度高選擇性鋁(Ⅲ)離子選擇性電極和鉻(Ⅲ)離子選擇性電極1.研究了基于冠醚(1，1，6，6，11，11，16，16--八甲基--21，22，23，24-

8、-四氮雜烯)為中性載體的陽離子選擇性電極，實驗發(fā)現(xiàn)以該化合物為載體的PVC溶劑聚合膜電極對鋁(Ⅲ)離子具有優(yōu)良的電位響應性能。在pH3.0的硝酸緩沖體系中，電極電位呈現(xiàn)近能斯特響應，線性響應范圍為8.0x10-5～1.0x10-1　mol/L，檢測下限為4.0x10-5mol/L，斜率為20.0mV/dec。，響應時間t95％為20 s。電極可用于EDTA的滴定。 2.研究了基于Schiff堿香草醛縮氨基硫脲為中性載體的陽離子選