甲基異丁酮-水界面電極在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、以合適的無(wú)毒有機(jī)溶劑取代滴汞電極中使用的汞，來(lái)解決滴汞電極中汞的毒性對(duì)分析工作者身體及水氣環(huán)境造成的危害，同時(shí)繼承以滴汞電極為工作電極的極譜分析法在在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方面液滴表面隨時(shí)更新、分析結(jié)果重現(xiàn)性好的優(yōu)勢(shì)，這是液/液界面電分析化學(xué)領(lǐng)域需要解決的重要課題之一。因此基于滴汞電極的優(yōu)點(diǎn)，把滴液電極引入到一直存在不能同時(shí)具有高靈敏度、高穩(wěn)定性問(wèn)題的在線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，以期建立一種滿(mǎn)足在線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析，而且性?xún)r(jià)比好、易于普及的新方法。 根據(jù)前人的

2、研究，已篩選到性能好而毒性小的脂肪酮類(lèi)有機(jī)溶劑來(lái)替代常用的硝基苯或1，2－二氯乙烷等高毒試劑；同時(shí)由于試劑性能及方法的更新，三電極的懸液或滴液體系已經(jīng)得以采用，從而簡(jiǎn)化了以往為解決油阻抗高、電容大而采用的復(fù)雜的四電極體系。 本論文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用毒性相對(duì)較小，介電常數(shù)不是很低，適用于三電極體系甲基異丁酮（MIBK）作為有機(jī)溶劑，與水溶液形成液/液界面，并采用懸液和滴液兩種電極裝置，建立了五個(gè)體系對(duì)重金屬銅、鎘、鉛，水體p

3、H值的測(cè)定進(jìn)行了研究，這對(duì)擴(kuò)展和普及液/液界面電化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究具有重要的意義。主要的研究結(jié)果如下： 1.基于水溶液中過(guò)量的I-與一定濃度的Cu2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成I2的特性，設(shè)計(jì)了一種間接檢測(cè)銅離子的簡(jiǎn)單方法。采用靈敏度更高，峰形更容易定量化的方波伏安法進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)水溶液中生成的碘通過(guò)不等體積萃取進(jìn)入有機(jī)相，提高了有機(jī)相中碘的濃度，進(jìn)而期望達(dá)到更好的檢出限。實(shí)際測(cè)定結(jié)果顯示，該方法的檢出限是5×10-5mol/L，在

4、1×10-4mol/L～1×10-2mol/L的線(xiàn)性范圍內(nèi)與峰電流成正比。通過(guò)二乙基二硫代氨基甲酸鈉分光光度法比較檢測(cè)相同的模擬水樣后，該方法能夠達(dá)到較好的準(zhǔn)確度，回收率在90～120％之間并且操作過(guò)程更為簡(jiǎn)單快速，費(fèi)用低。 2.利用季銨鹽與OH-反應(yīng)的特殊性質(zhì)，同時(shí)以離子液體作為有機(jī)相的基礎(chǔ)電解質(zhì)，研究季銨鹽與離子液體協(xié)同作用推動(dòng)OH-由水相向有機(jī)相中的轉(zhuǎn)移的機(jī)理，及該體系在檢測(cè)堿性廢水pH方面應(yīng)用的可行性。結(jié)果顯示，當(dāng)季銨鹽

5、濃度達(dá)到50g/L時(shí)，液/液界面處OH-的交換能夠達(dá)到飽和，峰電流大小由OH-濃度控制。在室溫條件下，溫度對(duì)反應(yīng)的影響不大，OH-的峰電位在0.6V vs.SCE處，并且pH值在6～12范圍內(nèi)與峰電流成正比。對(duì)實(shí)際酞菁藍(lán)染料廢水的pH值進(jìn)行檢測(cè)，能夠達(dá)到較好的準(zhǔn)確度。 3.由于月桂酸鈉可與H+反應(yīng)生成疏水性的月桂酸，進(jìn)而推動(dòng)水相中的H+向有機(jī)相中轉(zhuǎn)移。研究了月桂酸鈉-[Bmim]PF6-MIBK/酸水溶液體系的機(jī)理，及在檢測(cè)酸性

6、廢水pH方面應(yīng)用的可行性。結(jié)果表明，離子液體[Bmim]PF6和月桂酸鈉能夠推動(dòng)H+向有機(jī)相轉(zhuǎn)移，其中起主要作用的是月桂酸鈉。在該界面體系，H+的峰電位出現(xiàn)在約0.12Vvs.SCE左右。該體系存在的最大問(wèn)題是月桂酸鈉極難溶于有機(jī)相中，通過(guò)超聲振蕩后雖然可分布于有機(jī)相中但性質(zhì)不夠穩(wěn)定，因此該體系暫不具有實(shí)用性，仍待進(jìn)一步研究。 4.利用螯合劑對(duì)重金屬離子有選擇性螯合的特性，以雙硫腙作為推動(dòng)Pb2+在液/液界面處遷移的螯合劑，研究

7、了水/MIBK－雙硫腙體系中Pb2+轉(zhuǎn)移的機(jī)理及其在在線(xiàn)測(cè)定Pb2+方面的可行性。同時(shí)改變了上述所用的懸液電極，而采用了滴液電極，使方法向在線(xiàn)監(jiān)測(cè)邁進(jìn)一步。結(jié)果顯示，Pb2+在約0V(vs.Ag/AgCl)處能夠形成絡(luò)合峰，酸度，靜置時(shí)間，液滴大小對(duì)實(shí)驗(yàn)不會(huì)產(chǎn)生較大影響，而螯合劑只須過(guò)量，即能夠達(dá)到對(duì)Pb2+定量測(cè)定的要求，在5×10-6～1×10-2mol/L 范圍內(nèi)Pb2+濃度與峰電流成正比。 5.以吡咯烷二硫代氨基甲酸銨（