不同晶相金屬氧化物微-納結(jié)構(gòu)材料的制備及其對(duì)重金屬離子電化學(xué)檢測(cè)的對(duì)比研究.pdf

1、社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)步不僅帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)方面的快速騰飛，也帶來(lái)了一系列的嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，其中水環(huán)境中無(wú)機(jī)重金屬離子問(wèn)題尤為突出。由于無(wú)機(jī)重金屬離子不擁有自身降解為無(wú)毒害物質(zhì)的特性，因此，它們會(huì)隨著食物鏈的金字塔一級(jí)一級(jí)的富集，對(duì)生物圈中的植物、動(dòng)物乃至人類的生命等各方面的安全均構(gòu)成巨大威脅，因此我們的當(dāng)務(wù)之急就是探尋一種集快速、簡(jiǎn)單和高效等優(yōu)點(diǎn)為一身的分析檢測(cè)無(wú)機(jī)重金屬離子的分析手段。到目前為止，已經(jīng)有多種多樣的分析手段被用來(lái)檢測(cè)水環(huán)境中

2、的無(wú)機(jī)重金屬離子。與其他的檢測(cè)無(wú)機(jī)重金屬離子的分析手段相比，電化學(xué)分析手段普遍被人們認(rèn)為是一種有效的分析檢測(cè)無(wú)機(jī)重金屬離子的手段，這主要?dú)w結(jié)于其低廉的成本、簡(jiǎn)易的操作、快速的檢測(cè)速度以及高的靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。金屬氧化物微/納結(jié)構(gòu)材料由于具有催化、吸附和磁學(xué)等優(yōu)異性能而備受科研工作者的青睞，在電化學(xué)分析檢測(cè)無(wú)機(jī)重金屬離子方面有著廣泛的應(yīng)用。一直以來(lái)，電化學(xué)分析手段都是以追求高的靈敏度和低的檢測(cè)下限為目標(biāo)，再根據(jù)吸附性能以及比表面積給出合理的機(jī)

3、理解釋。但是電化學(xué)現(xiàn)象與吸附之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)還不甚明了，即沒(méi)有從原子層面上給出合理的機(jī)理解釋。而這種基于原子層面的作用機(jī)理對(duì)今后開(kāi)發(fā)新型微/納結(jié)構(gòu)材料用于高靈敏性電化學(xué)分析檢測(cè)水環(huán)境中無(wú)機(jī)重金屬離子十分有利?；谏鲜鰡?wèn)題，本論文探討了微/納結(jié)構(gòu)的金屬氧化物的晶體物相對(duì)電化學(xué)現(xiàn)象的影響，并將它們的晶體結(jié)構(gòu)與吸附容量緊密聯(lián)系起來(lái)，從而從原子層面上揭示了電化學(xué)現(xiàn)象與晶體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。本論文主要開(kāi)展了以下工作:
　　第一，合成了晶相不同的

4、微米分級(jí)的三氧化二鐵花狀材料（α-和γ-Fe2O3）并將它們作為電極組裝材料，于最優(yōu)的條件下檢測(cè)了包括無(wú)機(jī)鉛離子，無(wú)機(jī)銅離子和無(wú)機(jī)汞離子在內(nèi)的三種無(wú)機(jī)重金屬離子，結(jié)合電化學(xué)測(cè)試的結(jié)果，比較了微米分級(jí)的α-和γ-Fe2O3的電化學(xué)行為。之后，我們以無(wú)機(jī)鉛離子為例開(kāi)展了干擾實(shí)驗(yàn)，包括其他無(wú)機(jī)重金屬離子和天然有機(jī)物腐植酸的干擾。我們從晶體結(jié)構(gòu)出發(fā)，從超順磁性，陽(yáng)離子空位，表面羥基以及不同晶相的三氧化二鐵與鉛離子之間的作用力等角度對(duì)γ-Fe2O

5、3的電化學(xué)性能優(yōu)于α-Fe2O3給出了合理解釋。
　　第二，通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法成功制備了晶相不同的二氧化錳（α-，β-和γ-MnO2）納米棒，借助于陽(yáng)極溶出伏安法探究了在α-，β-和γ-MnO2納米棒表面，四種無(wú)機(jī)重金屬離子，即無(wú)機(jī)鎘離子、無(wú)機(jī)鉛離子、無(wú)機(jī)銅離子和無(wú)機(jī)汞離子的電化學(xué)行為，并對(duì)α-，β-和γ-MnO2納米棒組裝的電極電化學(xué)分析檢測(cè)上述四種無(wú)機(jī)重金屬離子的靈敏度進(jìn)行了對(duì)比。為了合理解釋無(wú)機(jī)重金屬離子在α-，β-和γ-Mn