Schiff堿金屬配合物及冠醚化合物在化學(xué)傳感器研究中的應(yīng)用.pdf

1、離子選擇電極(ion selective electrode，ISE)是近年來得到廣泛應(yīng)用的電化學(xué)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(shè)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的所有部門都獲得了實際而廣泛的應(yīng)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(gòu)型而被用作離子選擇性電極的載體物質(zhì)。離子選擇性電極載體的設(shè)計、合成和應(yīng)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(chǔ)研究及其作為化學(xué)傳感器初步應(yīng)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(yīng)，線性響應(yīng)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(yīng)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(shù)和交流阻抗技術(shù)研究了電極對SCN

5、-離子的響應(yīng)機理，并將電極初步應(yīng)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(jié)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(yīng)，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(yīng)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(jié)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(shù)、紅外光譜和交流阻抗技術(shù)研究了電極對SCN-離子的響應(yīng)機理，并將電極初步應(yīng)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(yīng)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(yīng)，線性響應(yīng)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(yīng)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