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

1、以合適的無毒有機(jī)溶劑取代滴汞電極中使用的汞，來解決滴汞電極中汞的毒性對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監(jiān)測方面液滴表面隨時(shí)更新、分析結(jié)果重現(xiàn)性好的優(yōu)勢，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)定性問題的在線環(huán)境監(jiān)測中，以期建立一種滿足在線環(huán)境監(jiān)測分析，而且性價(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有機(jī)溶劑來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)體系對重金屬銅、鎘、鉛，水體p

3、H值的測定進(jìn)行了研究，這對擴(kuò)展和普及液/液界面電化學(xué)在環(huán)境監(jiān)測領(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)了一種間接檢測銅離子的簡單方法。采用靈敏度更高，峰形更容易定量化的方波伏安法進(jìn)行測定，同時(shí)水溶液中生成的碘通過不等體積萃取進(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的線性范圍內(nèi)與峰電流成正比。通過二乙基二硫代氨基甲酸鈉分光光度法比較檢測相同的模擬水樣后，該方法能夠達(dá)到較好的準(zhǔn)確度，回收率在90～120％之間并且操作過程更為簡單快速，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。對實(shí)際酞菁藍(lán)染料廢水的pH值進(jìn)行檢測，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題是月桂酸鈉極難溶于有機(jī)相中，通過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.利用螯合劑對重金屬離子有選擇性螯合的特性，以雙硫腙作為推動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)理及其在在線測定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，使方法向在線監(jiān)測邁進(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，液滴大小對實(shí)驗(yàn)不會產(chǎn)生較大影響，而螯合劑只須過量，即能夠達(dá)到對Pb2+定量測定的要求，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（