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。

一种新型的亚硝酸根离子选择性电极的制备及其特性

在一种特殊的钨酸空心管的基础上制备了一种结构简单且灵敏的亚硝酸根离子选择性电极。其线性响应范围是20ng/ml—5pg/ml NO_2~—,斜率约为68mV,此线性功能至少在电极连续使用时能保持三个月左右。电极的一些特性,如pH值的影响,选择性,响应时间,电极内阻,漂移,寿命及其存放等均已经过测试。该电极的是大特点是低至2.8×10^(-5),即大量的NO_3~—存在时一般不干扰NO_2~—的测定。

基于石墨烯气凝胶的全固态硝酸根离子选择性电极研究

全固态离子选择性电极的结构在许多制备和应用方面具有明显优势。但由于固态界面上缺少有效的离子-电子转化导致其在电位稳定性上表现较差,无法保证各界面电势的稳定性而限制了全固态离子选择性电极的应用。因此,提出使用具有三维结构的石墨烯气凝胶(GAs)作为有效的固态转接层材料,用于调节离子载体基选择性聚合膜玻碳电极基底之间的离子-电子转化,基于这一原理制备了高性能全固态硝酸根离子选择性电极。通过透射电子显微镜表征其形貌特征;将其滴涂于玻碳电极表面形成GAs修饰电极,采用循环伏安法表征其电化学行为。在上述修饰电极表面覆上硝酸根离子选择性膜后制备新型的全固态离子选择性电极,通过电位水层测试、电位测量来表征其性能。GAs转接层的离子选择性电极对硝酸根离子展现出良好的能斯特响应和10^(-4.2)mol/L的检测下限,这为实现硝酸根离子现场即时检测提供了可能。

全固态硝酸根离子选择性电极的制备及其性能研究

硝酸盐含量常用于判断水体质量和受污染程度,是重要的水质检测指标。以玻碳电极为基底电极、聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)为固态接触层、聚氯乙烯(PVC)为敏感基膜制备了一种新型全固态硝酸根离子选择性电极,并考察了该电极的电化学特性。结果表明,以PEDOT为固态接触层能有效促进电极离子—电子之间信号传导,提高电极的稳定性。该电极在1×10^(-1)~1×10^(-5)mol/L范围内的硝酸铵溶液中呈良好的能斯特响应,响应斜率可达53.7 m V/dec,响应时间在50 s以内。该电极的重现性、选择性好,使用寿命超过3个月。

基于掺杂聚吡咯的硝酸根离子选择性电极

研究了一种基于硝酸根掺杂聚吡咯技术的硝酸根离子选择性电极。该电极以玻碳电极为载体,以包含硝酸根离子的聚吡咯薄膜为电极敏感膜。在含有硝酸根离子浓度数量级为10-4.5,10-4.0,10-3.5,10-3.0,10-2.5,10-2.0mol/L的硝酸钠测试溶液中,电极的响应电势呈现出较为理想的线性关系,且电势斜率值接近于理论值,符合能斯特响应规律;电极操作简便,具有较短的响应时间和较好的重复性。该电极的研发成功,为当前环境水质监测中总氮的实时监测提供了一种有效的解决方案。

硝酸根离子选择性电极法测定食物中硝酸盐及亚硝酸盐

为了减少比色法测定食品中硝酸盐、亚硝酸盐方法中各种麻烦的处理及操作,改用可靠、简便的离子选择性电极法进行测定。本文对硝酸根离子选择性电极连续测定肉食品中硝酸盐及亚硝酸盐的方法进行了研究。测定结果重现性好,可靠性高,仪器及操作都较为简便,完全符合测定要求。

双阻离子选择性微电极测定活体不结球小白菜叶片细胞中硝酸根离子的活度

详细介绍了用双阻离子选择性微电极活体测定小白菜叶片活体细胞中硝酸根离子的活度的方法原理及注意事项。微电极与溶液中硝酸根离子的浓度呈对数曲线的关系,斜率为48～58mV,对硝酸根离子浓度有较低的检出限,是一种选择性高、灵敏、经济的测定植物活体细胞中离子活度的方法。小白菜生长至六叶期时,用含有5molm-3NO3-的营养液诱导48h。测定结果表明,叶片细胞中硝酸根离子活度分布在活度高低明显不同的两个区间内,在细胞质中是0.24～10molm-3,液泡中20～110molm-3,且两个区间在细胞跨膜电位上也有差异。液泡占整个细胞体积的90%,所以,植物所吸收的硝酸根离子都集中在液泡中。

新型双核铜金属配合物为中性载体的硫氰酸根离子高选择性电极的研究

研制了基于N,N'-亚乙基(μ-5,5-亚甲基-二水杨醛根)(乙酰丙酮根)合二铜(II)[Cu2(II)-MDSBAE]金属配合物为中性载体的阴离子选择性电极.试验表明,以Cu2(II)-MDSBAE金属配合物为中性载体的电极对SCN-具有良好的电位响应特性,且呈现反Hofmeister行为,其选择性序列为:SCN->Sal->I->ClO-4>NO-3>Br->NO2->Cl-≈SO23->2SO4-.在pH5.0的磷酸盐缓冲体系中,电极电位呈现近能斯特响应,线性响应范围为1.0×10-6～1.0×10-1mol/L,斜率为-53.6mV/dec(25℃),检测下限为8.1×10-7mol/L.用交流阻抗研究了电极的响应机理,并用紫外可见光谱技术测定了电极载体与SCN-,Sal-,I-,ClO-4和NO-3离子间的配位数及缔合常数.将该电极用于实验室废水和工业废水中硫氰酸根的检测,其结果令人满意.

离子选择性电极测定球形氢氧化镍中的硝酸根

合适浓度的氢氧化钠溶液浸取,使试样中的硝酸根与基体镍分离,以磷酸二氢钠为离子强度调节剂,离子选择性电极测定球状氢氧化镍中的硝酸根,浸出液中微量元素对测定无干扰。本法测定回收率96.5%～102.0%,标准偏差不大于0.0005%,相对标准偏差不大于7.27%。

二氮杂四烯基金属配合物中性载体高选择性水杨酸根离子电极的研究

首次研究了基于二氮杂四烯基钴(Ⅱ)金属配合物｛3,3′ [1,2 亚乙基(亚氨基次甲基)]二 2,4 戊二酮基合钴(Ⅱ)｝[Co(Ⅱ) EBIBP]为中性载体的阴离子选择性电极.该电极对水杨酸根(Sal-)呈现出优良的电位响应性能和选择性,且呈现出反Hofmeister序列行为,其选择性次序为Sal- I->SCN->NO-2 >SO2 -4 >NO-3>ClO-4 >Br->Cl-.采用交流阻抗技术和光谱分析技术研究了电极的响应机理.结果表明,配合物中心金属原子的结构以及载体本身的结构与电极的响应行为之间有非常密切的构效关系.并将电极用于药品分析。

硝酸消化直接测定蔬菜中微量氟的离子选择性电极法

研究了用硝酸消化处理蔬菜样品,直接在含硝酸的总离子强度调节混合液(TISAM)中测定氟的离子选择性电极法.该方法线性范围为1.00×10-6～1.00×10-2 mol/L,检出限为13.5μg/L,操作简便、快捷,测定结果比较满意.

苯甲醛缩氨基硫脲铜(Ⅱ)配合物为载体的高选择性硫氰酸根离子电极的研究

以苯甲醛缩氨基硫脲铜(Ⅱ)[Cu(Ⅱ) L2]为中性载体的PVC膜电极对硫氰酸根离子(SCN-)具有优良的电 位响应特性并呈现出反Hofmeister选择性行为,其选择性从大到小的次序为:SCN-,Sal-,ClO-4,I-,Cl-,Br-, Ac-,NO-2,NO-3,SO2-4.电极在pH5.0的磷酸盐缓冲体系中,在1.0×10-1～2.5×10-6mol/LSCN-浓度范围呈 近能斯特响应,斜率为56.0mV(25℃),检测下限为9.0×10-7mol/L.采用交流阻抗技术和紫外可见光谱技术初 步研究了阴离子与载体的作用机理;结果表明,配合物中心金属原子的结构以及载体本身的结构与电极的响应行 为之间有非常密切的构效关系.该电极具有响应快、重视性好、检测限低、制备简单等优点.

苯甲醛缩氨基脲铜(Ⅱ)配合物为载体的高选择性硫氰酸根离子电极的研究

首次研究以苯甲醛缩氨基脲铜 (Ⅱ ) [Cu(Ⅱ ) BASA]为中性载体的PVC膜电极 ,该电极对硫氰酸根离子 (SCN-)具有优良的电位响应特性并呈现出反Hofmeister选择性行为 ,其选择性次序为 :SCN->ClO-4>I->Sal->Br->NO-3 >Cl->NO-2 >SO2 -3 >SO2 -4>H2 PO-4.电极在pH 6 0的磷酸盐缓冲体系中 ,对SCN-在 1 0× 10 -1～ 8 0× 10 -6mol/L浓度范围内呈近能斯特响应 ,斜率为 5 6 0mV/pSCN-(2 8℃ ) ,检测下限为 3 0× 10 -6mol/L .采用交流阻抗技术和紫外可见光谱技术初步研究了阴离子与载体的作用机理 ,结果表明配合物中心金属原子的结构以及载体本身的结构与电极的响应行为之间有非常密切的构效关系 .该电极具有响应快、重现性好、检测限低、制备简单等优点 .将电极初步应用于实际样品废水分析 ,结果与HPLC法一致 .

基于离子选择性电极的硝酸盐快速检测系统

介绍了一种用于快速检测溶液中硝酸盐含量的流体控制系统。系统选用自主研发的以聚吡咯聚合物为膜材料的硝酸盐离子选择性电极作为传感单元,通过底层数据采集器编程控制微型泵和微型阀,实现检测溶液的自动传输控制。根据流体控制流程,离子选择性电极的标定溶液浓度选择为10-1、10-3和10-4mol/L,标定时间可控制在4.5min以内,每个样品检测时间为90s。在10-4～10-1mol/L的硝酸盐浓度范围内,电极的电势响应斜率值相对稳定,系统的硝酸盐含量检测下限约为10-4mol/L,可基本满足对土壤浸提溶液和生活饮用水硝酸盐含量的快速和低成本检测要求。

新型镍配合物中性载体高选择性水杨酸根离子电极的研究

首次研究了基于苯甲醛丙氨酸合镍(Ⅱ)金属配合物[Ni(Ⅱ) -BBAA]为中性载体的PVC膜电极。该电极对水杨酸根(Sal -)具有优良的电位响应性能和选择性并呈现出反Hofmeister选择性行为 ,其选择性次序为Sal->ClO-4>SCN->I-> -2NO> 3-NO>Br->Cl->SO32- >SO42-。在pH5.0的磷酸盐缓冲体系中 ,电极电位呈现近能斯特响应 ,线性响应范围为2.2×10 -5～1.0×10 -1mol/L,斜率为 -55.8mV/dec(20℃) ,检出限为8.0×10-6 mol/L。采用交流阻抗技术和紫外可见光谱技术研究了电极的响应机理 ,结果表明配合物中心金属原子的结构以及载体本身的结构与电极的响应行为之间有非常密切的构效关系。该电极具有响应快、重现性好、检出限低、制备简单等优点。将电极用于药品分析 。

基于UV光固化聚合膜硫氰酸根离子选择性电极的研究

以二丙烯酸脂肪族尿烷酯低聚物为基本原料 ,碘化十二烷基三庚基铵为电活性物质 ,采用 UV光固化聚合成膜研制硫氰酸根离子电位敏感电极。对膜的成分进行了优化 ,优化后的膜与 PVC膜比较具有较高的机械强度和较强的附着力。电极对硫氰酸根离子响应的线性范围为 4.7× 1 0 - 6 ～ 1 .0× 1 0 - 1mol/L,检测下限为 1 .2×1 0 - 6 mol/L ,电极斜率 5 7.5± 1 .5 m V/decade,对常见阴离子电位选择性系数进行了测试 ,电极具有良好的选择性。将电极用于人体尿样中硫氰酸盐的测定 。

脂溶性酞菁钴(Ⅲ)为载体的高选择性亚硝酸根PVC膜电极

以自制的4,4＇,4″,(?)一四特丁基酞菁钴(Ⅱ)为原料合成二氯4,4＇,4″,(?)一四特基酞菁钴(Ⅲ).以此为载体制备PVC膜电极.该电极的电位选择性次序明显不同于Hofmeister次序,其最佳响应斜率为-52mV/PNO_2^-,线性范围为3×～1×10^(-1)mol·dm^(-3)NaNO_2通过改变配合物轴向的配位阴离子,用紫外-可见光谱法对电极的响应机理作了初步探讨.

以苯甲醛缩硫代氨基脲铜(Ⅱ)配合物为载体的高选择性硫氰酸根离子电极的研究

本文研究了以苯甲醛缩硫代氨基脲铜(Ⅱ)[Cu(Ⅱ)-BATA]为中性载体的PVC膜电极。发现该电极对SCN-具有优良的电位响应特性,并呈现反Hofmeister选择性行为。采用紫外可见光谱法研究了阴离子与载体的作用机理,并将该电极初步应用于实际废水样品分析,结果满意。

新型中性载体高选择性水杨酸根离子选择性电极的研究

研究了基于水杨醛缩碳酰胺合铜（Ⅱ）[Cu（Ⅱ）-SAU]、水杨醛缩碳酰胺合镍（Ⅱ）[Ni（Ⅱ）-SAU]的金属配合物为中性载体的阴离子选择性电极．实验结果表明：以水杨醛缩碳酰胺合铜（Ⅱ）[Cu（Ⅱ）-SAU]为中性载体的离子选择性电极对水杨酸根离子（Sal^-）具有良好的电位响应特性，且呈现反Hofmeister行为，其选择性序列从大到小为：Sal^-，ClO4^-，I^-，SCN^-，NO2，NO3^-，Br^-，SO4^2-，SO3^2-，Cl^-．在pH=4．0的磷酸盐缓冲体系中该电极具有最佳的电位响应，在1．0×10^-1～9．6×10^-6mol／L浓度范围内呈近能斯特响应，斜率为-51．4mV／dec（25℃），检测下限为8．1×10^-6mol／L．采用交流阻抗研究了电极的响应机理，并将电极用于样品分析，结果比较满意．

离子选择电极直接测定硝酸根和铵离子的研究——Ⅱ.在水分析中的应用

水中无机氮(NO_3^-、NO_2^-NH_4^+)的转化迁移行为十分复杂,含量过高对水生动、植物和人类可产生直接或间接致病作用。自70年代起,河流中氮污染问题已引起国内外的重视,因此,测定水中无机氮含量具有重要意义。文献报道,测定水中 NO_3^-和 NH_4^+含量方法很多,但都是分别取样测定。本文用离子选择电极在同一份水样中直接依次测定 NO_3^-和 NH_4^+含量,获得满意结果。