新型化學修飾電極的制備及其應用于食品中重金屬檢測的方法研究.pdf

1、重金屬元素（如汞、鎘、鉛、砷、銅等）是一種極危險的污染物,往往長期積累在生物體內不可降解,各種生態(tài)系統(tǒng)都不同程度地受到重金屬離子的影響。食品中的有毒重金屬元素,一部分來自于農作物對重金屬元素的富集,另一部分則來自于食品生產加工、貯藏運輸過程中出現(xiàn)的污染。重金屬元素可通過食物鏈沉積到人體中,可引起多種疾病甚至癌癥。
　　因此,研究快速、準確、靈敏、方便的檢測重金屬的新方法十分必要。近年來,化學修飾電極受到了人們的廣泛關注,化學修飾電

2、極最突出的特點是可以賦予電極新的、特定的功能,在提高電化學選擇性和靈敏度方面有著獨特的優(yōu)越性,并極大的拓展了電分析化學的范圍。
　　目前,化學修飾已被廣泛應用于重金屬元素的測定,但是同時由于電極材料的受限,所以靈敏度雖然有所改進,卻始終很難達到一個新的高度。因此,要使化學修飾電極在重金屬檢測上有更好的發(fā)展,就必須加入一些輔助的方法,提高其對重金屬的靈敏度。本論制備并表征了一系列新型的化學修飾電極,同時將超聲、微波技術引入電化學中,

3、進而提出對食品中的重金屬進行測定的新方法。所建立的方法簡單,快速,靈敏度高,為重金屬檢測提供了一種全新的理念和思路。
　　本論文內容共分五章:
　　第一章緒論本章主要系統(tǒng)地介紹重金屬污染的危害與檢測技術的發(fā)展、化學修飾電極的制備與應用、超聲和微波加熱原理及其應用。并對這些領域的研究現(xiàn)狀和與進展作了綜述。
　　第二章Nafion修飾鉍膜電極陽極溶出伏安法直接檢測蔬菜中痕量重金屬本章以Nafion修飾鉍膜電極（NCBFE）

4、為工作電極,采用微分脈沖陽極溶出伏安法,同時測定痕量Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）三種元素;考察實驗條件對測定結果的影響。實驗結果表明,Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）在Nafion修飾鉍膜電極上出現(xiàn)良好的溶出峰,與Nafion修飾汞膜電極（NCMFE）相比,溶出峰更尖銳、靈敏。Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）金屬離子的質量濃度在4～36μg/L范圍內,呈現(xiàn)良好的線性關系,相關系數(shù)分別為0.9975,0.9985,0.9964;

5、富集3 min,Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的檢出限分別為0.17μg/L,0.17μg/L和0.30μg/L。該電極成功應用于蔬菜中痕量Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的檢測,實測樣品中Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的結果與石墨爐原子吸收法相符,方法簡便可靠,有實際應用意義。
　　第三章微波輻射合成Ptnano/CNTs納米復合材料及其應用于氧化檢測水體中痕量砷（Ⅲ）的研究本章利用微波輻射快速合成Pt納米粒子/碳納米管(Ptnano/CNT

6、s)復合材料,并且首次將其應用于氧化測定痕量砷（Ⅲ）的研究。運用透射電子顯微鏡（TEM）對Ptnano/CNTs復合材料的形貌進行表征。采用循環(huán)伏安法和線性掃描伏安法對Ptnano/CNTs納米復合材料的電化學性能進行考察,結果顯示,與電化學沉積法制備的Pt納米粒子修飾玻碳電極(Ptnano/GCE)、Pt盤電極相比,Ptnano/CNTs修飾的玻碳電極(Ptnano/CNTs/GCE)顯示出更優(yōu)越的檢測砷（Ⅲ）的性能。該方法快速、準確

7、,適合于痕量砷（Ⅲ）的常規(guī)檢測。
　　第四章超聲-伏安法檢測飲用水中痕量鉛（Ⅱ）和銅（Ⅱ）的研究本章以金納米粒子修飾玻碳電極為工作電極,采用超聲-微分脈沖陽極溶出伏安法連續(xù)測定飲用水中痕量鉛（Ⅱ）和銅（Ⅱ）。通過原子力顯微鏡（AFM）對金納米粒子的形貌和大小進行表征,探討超聲波作于用電化學的工作機理?？疾靝H值,超聲功率,富集時間,富集電壓對測定結果的影響。實驗結果表明,超聲波與微波脈沖伏安法的協(xié)同作用極大地提高了方法的靈敏度,富

8、集時間120 s,Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的檢出限分別為0.3μg/L和0.1μg/L。該方法成功應用于飲用水中痕量Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的檢測。
　　第五章金納米粒子修飾鉑微電極微波—伏安法協(xié)同檢測銅（Ⅱ）本章研究了在微波—電化學聯(lián)用條件下,金納米粒子修飾的鉑微電極（Au-NPs/Pt）與裸鉑電極分別檢測銅Cu（Ⅱ）。研究微波輻射的“自聚焦”作用在電極和電解質之間的擴散層形成“熱點效應”,溫度梯度和對流傳質。電極與電解質界面間的溫