硝酸根离子选择性电极的构建及研究进展

硝酸盐含量的检测对于评价环境中硝酸盐污染和了解生态系统氮循环方面起着非常重要的作用。离子选择性电极因操作简单、选择性好、方便携带、价格低廉等优点被广泛应用于环境样品中硝酸根的测定。本文从离子选择性电极功能材料、电极设计和实际应用三方面阐述了近20年硝酸根离子选择性电极的研究进展,汇总了新合成硝酸根离子载体的选择性性能,从固体接触传导层和离子选择性敏感膜组分角度分析了固体接触式聚合物膜硝酸根离子选择性电极的构建机理,总结了非聚合物膜硝酸根离子选择性电极的发展,并对硝酸根离子选择性电极在环境中的典型应用进行了介绍,以期为水环境和土壤中硝酸根的测定提供技术支持。

聚合物膜钙离子选择性电极检测游离钙和总钙浓度

利用聚合物膜钙离子选择性电极,通过使用不同的内充液,分别实现了游离钙和在络合剂EDTA和腐殖酸存在下总钙浓度的检测。结果表明,采用0.1mol·L^(-1) NaCl+1×10-3 mol·L^(-1) CaCl_2作为内充液的电极,可以实现低至1×10-6 mol·L^(-1)游离钙活度的检测;而采用1×10-3 mol·L^(-1) CaCl_2+5×10^(-2) mol·L^(-1) Na_2EDTA(pH=9.0)作为内充液的电极,在1×10-6~1×10-5 mol·L^(-1) Ca^(2+)浓度范围内有超能斯特现象发生,电位差值为180mV,且在该范围内电位响应与总钙浓度呈线性相关,与游离钙活度无关。该研究为进一步开展形态分析提供了一种简单、有效的技术手段。

基于无序介孔碳的全固态自支撑聚合物膜铅离子选择性微型电极

将无序介孔碳材料填充到尖端直径约150μm的毛细玻璃管内,利用其多孔结构将铅离子选择性敏感膜吸附于电极尖端内部,制备了基于无序介孔碳的全固态自支撑聚合物膜铅离子选择性微型电极(Pb^(2+)-ISμE)。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗法对所制备电极的电化学性质进行表征,并考察了其电位响应性能。结果表明,基于无序介孔碳的微型电极具有微电极所特有的"S"型循环伏安曲线,且由于电极材料的多孔性表现出较大的双电层电容特性,所构建的Pb^(2+)-ISμE测定Pb^(2+)的线性范围为1.0×10^(-7)^1.0×10^(-4)mol/L,响应斜率为(28.9±0.5)mV/dec,检出限为4.0×10^(-8)mol/L。该Pb^(2+)-ISμE表现出良好的选择性、稳定性和重复性,并成功应用于海岸带沉积物加标孔隙水中Pb^(2+)的测定。该文为微型电极的制备提供了一种简单、便捷的方法,并为微环境或微量样品中离子的测定提供了一种有效的检测手段。

基于硫氮杂冠醚离子载体的高选择性聚合物膜汞离子选择性电极

以硫氮杂冠醚化合物为离子载体,制备了一种高选择性聚合物膜汞离子选择性电极。通过对电极膜的组成及活化条件进行优化,电极在3.0×10-8～1.0×10-4 mol/L的范围内对汞离子呈能斯特响应,响应斜率为31.2mV/dec,检出限为2.0×10-8 mol/L。该电极对大多数常见的金属离子具有良好的选择性,并可作为指示电极用于电位滴定。

基于多孔石墨烯的电位型核酸适体传感器快速检测啶虫脒

以核酸适体为识别分子、以多孔石墨烯为传导层,发展了一种检测烟碱类杀虫剂啶虫脒的电位型核酸适体传感器。核酸适体与目标物之间的特异性识别作用诱导核酸适体的构象发生一定的变化,从而引起电极电位的改变。结果表明,所构建的电位型核酸适体传感器对啶虫脒检测的线性范围为0.5nmol·L-1-1.0μmol·L-1,检出限为0.3nmol·L-1,表明该传感器对啶虫脒具有很高的灵敏度,为其测试实际样品提供了可能。根据所用核酸适体的不同,本适体传感器亦可对其它有机农药进行检测。

双层修饰玻碳电极测定在大分子污染物存在下的痕量铜(Ⅱ)

应用选择性渗透的2-巯基乙磺酸(MES)自组装单层膜和纳米金阵列双层修饰玻碳电极,用溶出伏安法测定了在大分子污染物存在下的痕量Cu(Ⅱ)。纳米金阵列的修饰显著提高了玻碳电极的分析性能,而自发吸附的选择性渗透单层膜则有效阻止了电极表面被共存的大分子污染。方法校正曲线的斜率为0.13±0.016μA/10-9,LOD为0.137×10-9,且具有较大的线性范围。用此方法测定冶金废水中Cu2+含量,结果与AAS接近,方法具有实际应用价值。

基于纸芯片的离子选择性电极系统检测海水中钙离子

以滤纸为基底材料,通过滴涂导电碳浆及Ag/Ag Cl浆,分别制备了固态聚合物膜钙离子选择性指示电极和固态聚合物膜参比电极,构建了纸芯片离子选择性电极系统,用以检测海水中Ca^(2+)。实验中,优化了离子载体含量与离子选择性敏感膜厚度,考察了参比电极的稳定性及指示电极的选择性。结果表明,在0.5 mol/L NaCl背景下,该系统在1.0×10-4~3×10-2mol/L范围内呈现线性响应,响应斜率为24.3 m V/dec。将纸芯片电极用于实际海水样品中Ca^(2+)含量的测定,所得结果与电感耦合等离子体-原子发射光谱法检测数据一致。