以含钌黄血盐修饰细小碳糊电极应用於侦测过氧化氢之研(精)
碳糊修饰电极的应用研究进展
课程论文
碳糊修饰电极的应用研究进展 姓名：王添璞学院：材料科学与工程学院 班级：2007级应用化学学号：0714431027 摘要：本文主要是对使用碳糊修饰电极对Pb2+、I-、痕量银、痕量铜、痕量钪及水中镉离子的电化学测定方法的研究进展做一简单综述。 关键词：碳糊修饰电极痕量测定 1.引言 电化学分析具有快速、简便、灵敏的特点，其中固体电极特别是碳糊电极的优点尤其突出，主要表现在:无毒，残余电流小，制作简单，表面易更新，电位使用范围宽，价格便宜。因而碳糊电极广泛应用于测定无机离子、有机物。 2.碳糊电极简介 碳糊电极，即利用导电性的石墨粉与憎水性的粘合剂混制成糊状物，然后将其涂在电极棒上或填充入电极管中而制成的一类电极。由于CPE具有制作方便、无毒、应用范围广、使用寿命长、重现性好等特点，因而自从Adams于二十世纪五十年代制备出第一根碳糊电极起，特别是七十年代“化学修饰”概念的出现，以及八十年代“直接混合”技术的引入以来，碳糊电极倍受广大电分析化学工作者的青睐。碳糊电极(CPE)的性能取决于其所用的材料(碳粉和粘合刑)、制备方法、电极表面状态以及使用时间等。碳粉为多晶粉末，由于其吸附性能很大程度上取决于它的表面结构，因此它的不同来源及颗粒度的粗细对CPE 的性能影响较大，一般来说，碳粉的平均直径应在0.01-0.02mm之间，粉末越细的碳粉越易混匀，因而也就越易制得重现性好、残余电流小的碳糊电极。粘合剂的作用是使碳粉粘合成糊状，有时还起着选择性萃取以提高分析选择性的作用。与其它种类的电极相比，CPE 具有许多优点，突出表现在:残余电流小，制作简单，表面易更新，电位使用范围宽特别是正电位可适用+1.7V(vs.SCE)，价格便宜，因而碳糊电极广泛应用于测定无机离子、有机物，还可以应用于电化学反应机理研究、化学物相分析等。【1】 3.碳糊修饰电极简介 在碳糊中加入一定量的修饰剂便制得了均匀的化学修饰碳糊电极（CMCPE）。一般的固体修饰电极，在电极表面接着或涂敷了具有选择化学基团的一层薄膜，虽然达到了对电极表面进行人工修饰的目的，但制备手续繁琐，又不易控制电极表面的修饰，存在性能不够稳定的问题。在电分析化学中，一般所用的电极都只有电子授受的单一作用，溶液中大多数离子在电极上电子转移的速度较慢，如何使电极性能成为预定地、有选择地进行反应，并提供更快的电子转移速度已成为电极的一个重要方向，于是提出了化学修饰电极。CMCPE 是化学修饰电极的一种，它继承了CPE的全部优点，同时，由于特效性修饰剂的引入，使其灵敏度、选择性进一步提高，而且还具有了修饰电极的特征，如易于制成各种功能的电
食品中重金属检测的方法研究与仪器研制
食品中重金属检测的方法研究与仪器研制 【摘要】：食品安全问题一直是人类关注的焦点。随着工农业生产的迅速发展，食品污染问题越来越严重，其中重金属是最主要的污染物质之一。重金属可以在土壤中积累和作物体内残留，通过食物链而进入人体内蓄积，构成对人体的潜在危害。人体内重金属含量过量时，会导致各种疾病的发生。食品重金属污染问题已引起全世界的高度重视和深入研究，对不同种类食品和水体中的重金属污染进行监测和分析研究，对于评价食品质量、保护人类健康和维持社会经济可持续发展具有重要的现实意义。该课题得到了上海市世博会重点项目专项基金的资助。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于1～100nm纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米复合材料是近年来发展较为迅速的一种新兴纳米材料，它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一维以纳米级大小复合而成的纳米材料。在纳米复合材料中，纳米尺度的分散相不仅大大增加了两相界面面积，而且由于其纳米尺度效应将大大增强界面相互作用。它与单一纳米材料和纳米相材料不同，不仅具有纳米尺度物质单元的基本特性：量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、量子隧道效应、介电限域效应等，又存在纳米结构组合所引起的新效应：量子耦合效应和协同增强效应等，使得纳米复合材料的综合性能优于原组成材料而能够满足各种不同的实际应用要求，被誉为是21世纪最有前途的材料之一。随着纳米技术的发展，纳米复合材料作为一种新型的电极材料在电化学检测和分析
方面受到人们的日益关注。微波辐射作为一种快速、简单和高效的加热技术，已经广泛地被运用于化学反应和多种纳米材料的合成。与传统的加热方法比较，微波加热具有快速和均匀的优点，从而可以大大加快反应速度，得到更小和更均匀的纳米粒子。微波—电化学是将微波技术与电化学原理相结合形成的一种新型科学技术，将微波技术引入电化学检测还是一个较新的领域，尤其是微波一电化学联用技术应用于重金属的检测是一种全新的理念和思路。虽然微波技术在电化学检测领域已经得到初步的应用，但这一领域的研究目前还处于起步阶段。特别是微波条件下快速合成纳米材料，并将合成的纳米材料应用于微波—电化学检测重金属离子的研究还未见报道。本论文通过电化学方法、微波辐射合成方法制备纳米复合材料，并将其作为电极材料应用于食品中痕量重金属，如Pb、Cd、Hg、As、Cr的电化学检测与分析。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、能量散射X-射线光谱对合成的纳米复合材料形貌和组成进行表征，运用阳极溶出伏安法、线性扫描伏安法、安培检测法、微波—电化学协同体系对痕量重金属进行检测与分析，并在此基础上研制与开发重金属快速分析仪。本论文共分为九章：第一章绪论本章内容主要包括重金属污染及危害、重金属检测技术的研究与发展、纳米复合材料及其应用于重金属检测的研究与进展、重金属快速分析仪研究现状四部分。文中简要介绍了食品中重金属污染现状、光谱方法应用于重金属检测的研究，着重综述了电分析方法应用于重金属的检测和发展；对纳米复合材料的分类、性能和制备进行了概述，着重阐述了微波合成纳米
线性扫描伏安法测定废水中的镉
线性扫描伏安法测定废水中的镉 蔡孟珂(13322006) 蔡景恒蔡镓鹂 中山大学化学与化学工程学院，化学类 A 班 摘要：本实验采用线性扫描伏安法，通过测定一系列浓度Cd2+浓度并与测定待测溶液进行比对，计算出待测溶液中Cd2+含量为90.57mg/L。实验采用常规峰电流和半微分峰电流两种处理方法进行计算，提高了实验精度。电流峰高与浓度成正比，据此进行定量分析。同时通过半微分（semi-derivative）处理，可将伏安波动半峰形转化成峰形，改善了峰形和峰分辨率。该方法方便快捷，且成本不高，适用于快速简便地测定废水中的镉含量。 关键词：线性扫描伏安法镉离子废水 1 引言： 镉是一种具有银白色光泽、软性、延展性好、耐腐蚀的稀有金属，加热即会挥发，其蒸汽可与空气中的氧结合形成氧化镉。镉类化合物具有较大脂溶性、生物富集性和毒性，并能在动物、植物和水生生物体内蓄积。随着近年来水环境中镉污染事故的不断出现，人们对环境中镉污染的恐惧也在不断增加。[1] 铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排放含铬410mg/l 的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。[2] 水和废水中镉的测定,有比色法、原子吸收分光光度法及阳极溶出伏安法等。也有报道用离子选择电极法测定显像管废水和用极谱法测定水中的微量镉。[3] linear sweep voltammetry；LSV 是一种伏安法技术。将线性电位扫描(电位与时间为线性关系)施加于电解池的工作电极和辅助电极之间。工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。常用的电位扫描速率介于0．001～0．1V／s。可单次扫描或多次扫描。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析，更适合于有吸附性物质的测定。
石墨烯修饰电极的电化学性能
www.jyjsts.com锦生炭素 石墨烯修饰电极的电化学性能 石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构建零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨等其他碳质材料的基本单元,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感材料等方面有着广泛的应用前景,基于石墨烯的相关研究也成为目前电化学领域的热点研究领域之一。 本论文围绕石墨烯的不同修饰电极条件,结合电化学基础研究,开展了石墨烯及其相关的电化学性能研究。具体内容归纳如下: (1)将石墨烯与具有良好导电性能的聚苯胺(PANI)复合,研究了石墨烯/聚苯胺复合物修饰电极的电化学性能。利用石墨烯与聚苯胺之间电子给体与电子受体的相互作用,实现了聚苯胺在中性甚至强碱性溶液中的电化学活性,并利用红外光谱、拉曼光谱和紫外光谱进行了可能的机理探讨。石墨烯/聚苯胺复合物材料在中性溶液里的电化学活性,在生物传感领域具有可能的应用空间;同时,在不同pH 溶液里的电化学活性也为石墨烯/聚苯胺复合物材料在pH传感中提供了可能的应用空间。 (2)将石墨烯与具有电绝缘性能的凡士林混合,研究了石墨烯/凡士林膜电极的电化学性能。循环伏安测试表明:采用10.0 mg/mL、5.0 mg/mL和1.0 mg/mL的石墨烯/凡士林修饰电极可以依次得到常规尺寸电极、亚微尺寸电极和微尺寸的纳米电极阵列,并且通过简单混合所制备的石墨烯/凡士林膜电极具有良好的电化学活性和稳定性。作为新型碳材料的膜电极,石墨烯/凡士林膜电极在基础电化学研究和应用中具有一定的潜在价值。 (3)将石墨烯组装在具有完全电绝缘性能的硫醇自组装膜电极上,研究了石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学性能。交流阻抗数据表明,随着组装时间的增加,石墨烯/硫醇自组装膜电极的电化学阻抗逐渐降低,表明石墨烯在硫醇自组装膜上是一个可控的组装过程。循环伏安测试还表明,石墨烯的组装时间是120 min和5 min时,可以分别得到常规尺寸和微尺寸纳米电极阵列的石墨烯/硫醇自组装膜电极,而且对抗坏血酸、多巴胺、尿酸具有较好的电催化活性。同时,为了探讨可能的实验机理,我们讨论了电子传递的可能原因以及影响自组装膜电极双电层结构的两个因素。结果表明随着硫醇中碳链长度的增加,电子传递速率逐渐降低,氧化还原峰电位的差值逐渐增大;不同碳材料的电子转移速率呈现为:石墨烯>多孔碳>石墨。这种采用简单而有效的方法制备的石墨烯/硫醇自组装膜电极,在电化学理论研究和实际应用中具有较好的前景。 超级电容器是一种绿色、新型的储能元件,由于其高效、无污染的优良特性,符合“低碳”经济的发展要求,受到了人们的高度重视。超级电容器的核心是电极材料。 新兴的石墨烯二维单层原子碳材料因具有大的比表面积、优异的导电性、高的机械强度,被认为是理想的超级电容器电极材料。化学方法制备的氧化石墨烯具有良好的成膜性,可用于制备“石墨烯纸”并进而应用于无支撑电极。 此外,氧化石墨烯上丰富的含氧官能团可用于锚定金属纳米粒子,形成石墨烯复合材料。本论文围绕石墨烯薄膜制备、修饰和电化学电容性质开展研究工作,发展了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的溶液铸造制备方法,提出了水热还原制备石墨烯基复合薄膜的途径,并研究了所制备材料的电容性能,取得了
碳糊电极和化学修饰碳糊电极的制备及应用综述
碳糊电极和化学修饰碳糊电极的制备及应用综述摘要：碳糊电极和化学修饰碳糊电极在电化学研究中起着非常重要的作用.从电极材料选用和修饰剂选择方面综述了碳糊电极和化学修饰碳糊电极制备的几种方法，概括了近年来化学修饰电极的应用.关键词：碳糊电极；修饰剂；制备；应用；CPE；CMCPE 所谓碳糊电极（carbon paste electrode，简称CPE）是利用导电性的石墨粉（颗粒度0.02 mm~0.01mm）与憎水性的粘合剂（如石蜡、硅油等）混合制成糊状物，再将其涂在电极棒表面或填充入电极管中而制成的一类电极.由于碳糊电极无毒、电位窗口（依实验条件电位范围为-1.4~+1.3V，最高至+1.7 V）制作简单、成本低廉、表面容易更新，备受电化学分析工作者的青睐.然而，单纯的CPE 作用有限，后来通过电极修饰的方法使其具有一定功能，即化学修饰碳糊电极（CMCPE）.CMCPE 是在CPE 基础上发展起来的，由碳糊表面接着化学修饰剂构成，通过对电极表面的分子剪裁，可按意图给电极修饰预定的功能.CMCPE的出现提高了CPE 的选择性和灵敏度，使分离、富集和选择性测定三者合而为一. 迄今为止，CPE 及CMCPE 已在无机物分析、有机物分析及药物分析、电化学和生物传感器等研究中得到广泛应用. 1. 碳糊电极（CPE）的制备方法 将石墨粉和粘合剂按适当比例充分混匀至糊状，将该糊状物压入适当直径的绝缘槽内（如玻璃管等），另一端与导线相连，紧密
填实，抛光即可.从CPE 的制备方法可知，其原料除石墨粉外，还有粘合剂，这里粘合剂的作用仅使电极成型而不参与导电.石墨粉与粘合剂混合的比例是CPE 制备的关键因素之一.通常因粘合剂种类不同，混合比例也不同.制备CPE 的粘合剂主要有两大类. 1.1 非导体粘合剂 （1）有机液体粘合剂，如石蜡、硅油、矿物油、环氧树脂等.在这类电极上，电化学反应在电极与试液界面上进行. （2）固体粘合剂，如固体石蜡、PVC（Polyvinyl chlorid）等.固体石蜡作粘合剂的CPE 比普通CPE 具有更多的优越性，如电极表面光洁稳定、重现性好、背景噪音低、灵敏度高、选择性好等，并且能够在流动体系中应用. 1.2 电解质溶液粘合剂 NaOH 即是一种电解质溶液粘合剂，使用这类粘合剂制备的CPE，电化学反应可在电极本体内进行，从而扩大了CPE 的应用范围，电极表面易于更新，正电位残余电流低.但由于该电极坚固性较差，在负电位区背景电流大，导致以该种粘合剂制备的CPE 在电化学研究中鲜于使用. 2. 化学修饰碳糊电极（CMCPE）的制备方法 CMCPE 与普通CPE 不同的是决定电极性能的关键因素是修饰剂. 修饰剂的种类和用量直接关系到电极的灵敏度和选择性. 修
线性扫描伏安法测定废水中的镉离子含量
线性扫描伏安法测定废水中的镉 摘要：本实验利用线性扫描伏安法扫描废水中镉离子浓度，使用铋膜碳电极为工作电极，Ag/AgCl 电极为参比电极，Pt为辅助电极的三电极系统，在CHI660A电化学工作站采用常规峰电流对镉离子浓度作回归方程，结果测得：对常规峰进行处理后得方程y = 356.44x + 0.0348，相关系数R2达0.9997，测得含量为50.40 mg.L-1。此法精度高、迅速、灵敏，结果令人满意。 关键词：线性扫描伏安法镉离子常规峰电流半微分峰电流 1.引言 镉（Cadmium）是一种重金属，与氧、氯、硫等化学元素形成无机化合物分布于自然界中。人体健康的危害主要来源于工农业生产所造成的环境污染。镉在工业中有广泛应用，如电池、电镀合金、油漆和塑料等的生产和使用。镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性，且环境中的镉不能生物降解，所以现今镉的污染已经处于较为严重的状况[1]。 目前国家对于镉离子分析的标准测定方法有：无火焰原子吸收分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、双硫脉分光光度法[2]。 伏安法和极谱法是一种特殊的电解方法。以小面积、易极化的电极为工作电极，以大面积、不易极化的电极为参比电极组成电解池，电解被分析物质的稀溶液，由所测得的电流－电压特性曲线来进行定性和定量分析的方法。使用滴汞电极或其他表面能够周期性更新的液体电极者称极谱法,使用表面静止的液体或固体电极者称伏安法。伏安法由极谱法发展而来，后者是伏安法的特例。极谱法的使用涉及到汞，毒性问题较为严重；且若采用极谱法，则需要消除氧波（加入Na2SO3、抗坏血酸、通惰性气体或N2保护）和极谱极大（加入一些表面活性物质如明胶、PVA、Triton X-100等）的干扰，过程较为繁琐。由于线性扫描伏安法扫描的速度比较快，氧波和前波的干扰很小，可不除氧，前放电物质存在也不干扰测定[3]。 伏安法作为一种非分析方法，主要用于研究各种介质中的氧化还原过程、表面吸附过程以及化学修饰电极表面电子转移机制。伏安法选择性和灵敏度较高，而且随着低成本的电子放大装置出现，伏安法开始大量用于医药、生物和环境分析中[4]。相对于其他测定痕量镉的方法包括 ICP-AES[5]，火焰原子光谱法[2]等，这些方法同样需要绘制回归方程，相对误差较大（在1%-5%左右），相关系数R一般比较低。而采用线性伏安法仪器造价低廉、灵敏度高、有一定精确度、测试速度快、维护成本较低、携带方便。 综上所述，本实验中将采用线性扫描伏安法对废水样品中镉离子浓度进行测量。 2.实验部分
碳糊电极的制备、处理及表征
实验二碳糊电极的制备、处理与表征（CV 法） 一、实验目的 1. 学习和掌握碳糊电极的制作方法； 2. 了解碳糊电极的性质。 二、实验原理 CHI 660电化学工作站（上海辰华公司）。实验采用三电极系统，以碳糊电极（φ= 2.4 mm）作为工作电极，对电极为铂丝电极，参比电极为银/氯化银电极（Ag/AgCl Sat. KCl）。 碳粉，石墨粉，糊碳(Electrodag 423SS, Acheson Colloids, Plymouth, UK ) ，银糊(silver ink，Electrodag 427，SS Acheson Colloids, Plymouth, UK) 氯化银糊(sliver chloride ink ，DB 2275, Acheson Colloids, Plymouth, UK)，液体石蜡油。二硫化钼，玻璃研钵，环氧树脂版（0.5 mm），自制不绣钢电极摸版，玻璃管（φ= 2.4 mm），铜导线。所用试剂均为分析纯，所有溶液均为二次去离子超纯水（Milli-Q公司超纯水(18. 0 MΩ)。0.10 mol·L-1K4 [Fe(CN)6]；0 10 mol·L-1 KCl。 三、实验步骤 1. 碳糊电极的制备与性能评价 将100 μL 液体石蜡油加入到盛有800 mg碳粉或石墨粉的玻璃研钵中，充分研磨得到颗粒细小、均匀的碳糊，再将其装填到玻璃管（φ= 2.4 mm）中，插入铜导线，即制成碳糊电极。
将100 μL 液体石蜡油加入到盛有800 mg碳粉或石墨粉及一定量二硫化钼混合的（这个条件要选择）玻璃研钵中，充分研磨得到颗粒细小、均匀的碳糊，再将其装填到玻璃管（φ= 2.4 mm）中，插入铜导线，即制成碳糊电极。 将所制碳糊电极在滤纸上磨檫处理，使其表面至平整。每次实验前碳糊电极均在0.10 mol/L 磷酸盐缓冲溶液（pH=7.4）中以100 mV/s扫速在0 ~ 1.2 V之间循环扫描，直至得到稳定的循环伏安曲线为止。 1. 考察不同量的二硫化钼对碳糊电极电化学行为性能的影响， 在0.04 mol·L-1 K4[Fe(CN)6] （含支持电解质KCl浓度为0.1 mol·L-1）溶液中，插入处理好的碳糊电极，以此更新处理的碳糊电极为指示电极，铂丝电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，进行循环伏安仪测定。以5 mV/s、25 mV/s、50 mV/s、80 mV/s、100 mV/s、150 mV/s、200 mV/s的扫描速度，在-0.2至+0.6 V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图，考察峰电流与扫速的关系。计算电极面积。 更新电极表面5次，测量某已确定（如50 mV/s）扫速下5次电极所得电流的相对标准偏差。说明电极制作的重复性。 2. 考察不同量的二硫化钼对碳糊电极上钌联吡啶电化学发光行为的影响 发光试验同第二次试验的过程，电极换为不同的碳糊电极。
石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅
DOI :10.3724/SP.J.1096.2013.20547 石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅 唐逢杰1,2 张凤1,2 金庆辉*1 赵建龙1 1 (中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室,上海200050) 2 (中国科学院大学,北京100039) 摘 要 建立了石墨烯修饰铂电极(G/Pt )共沉积铋膜测定水中微量重金属镉和铅的方法三采用微机电系统(MEMS )工艺制作铂电极,并利用CVD 法在铂电极上原位生长石墨烯,制备了石墨烯修饰铂电极,与Ag/AgCl 参比电极二铂丝对电极构成三电极体系;采用差分脉冲阳极溶出伏安法对水中微量的镉和铅进行测定三在pH =4.5的醋酸?醋酸钠(HAc ?NaAc )底液中,Cd 2+和Pb 2+分别在-0.72和-0.48V 灵敏地产生溶出峰,线性范围分别为0.05~10mg/L 和0.03~5mg/L ,检出限均为10m g/L 三本方法操作简单二安全快速二重现性好,适合于废水二地表水二及生活用水中镉和铅的测定三 关键词 石墨烯修饰铂电极;差分脉冲阳极溶出伏安法;铋膜;重金属离子 2012?05?25收稿;2012?09?11接受 本文系国家973计划(Nos.2012CB933303,2011CB707505),国家科技支撑计划(No.2012BAK08B05)以及上海市科委(Nos.11391901900,11530700800,11ZR1443900,10391901600)资助项目*E ?mail:jinqh@mail.sim.ac.cn 1 引 言 镉和铅具有极大的生物毒性,富集在人体内会造成极大的危害[1]三因此,研制出灵敏二快速二准确的 重金属检测传感器尤为重要三溶出伏安法广泛地应用于重金属离子的测定,早期的工作电极采用汞膜电极,但汞有毒性且易挥发,存在汞污染问题[2,3]三后来常用低毒的铋代替汞进行测定[4~7]三2004年,石墨烯被首次发现[8]三因为其具有许多优异而独特的性能而被广泛地应用于微纳电子器件二新型复合材料二传感器材料等领域[9,10]三采用石墨烯修饰电极测定重金属离子已有多篇报道,2009年,Li 等[11]用石墨烯纳米片溶液和Nafion 溶液混合制作石墨烯修饰玻碳电极,并预镀铋膜,测定了Cd 和Pb 三 Wang 等[12]用同样的修饰方法制得石墨烯修饰玻碳电极,并镀汞膜,采用溶出伏安法测定了Cu ,Pb 和Cd 三Brownson 等[13]用市售的石墨烯溶液制作石墨烯修饰丝网印刷碳电极,测定了Cd 三石墨烯修饰电极用于电化学分析有以下特点:吸附能力强二传质速率高二抗氧化腐蚀等[11,12]三 采用微机电系统(Micro ?electro ?mechanical systems ,MEMS )技术制作工作电极,具有成本低廉二一致性好二微型化二易集成等优点[5,14,15]三本研究采用MEMS 工艺制作出铂电极,然后利用CVD 法在铂电极上生长石墨烯得到G/Pt 电极,与Ag/AgCl 参比电极二铂丝对电极构成三电极体系三利用本传感器检测HAc ?NaAc 缓冲液中的Cd 2+和Pb 2+,考察了共沉积铋液浓度二电沉积电位二电沉积时间等对实验结果的影响,同时考察了传感器检测的线性范围二检出限二抗干扰性等三利用本传感器测定水样中的Cd 2+和Pb 2+,结果较好三 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 Ag/AgCl 电极(上海辰华仪器公司);IM6ex 电化学工作站(德国Zahner 公司);TL1200管式炉(南京意帆仪器公司)三AZ4620光刻胶,AZ400K 显影液(日本Fuji Film 公司)三将C 4H 6CdO 4四2H 2O,C 4H 6PbO 4四3H 2O 和Bi (NO 3)3四5H 2O 分别加入到醋酸?醋酸钠缓冲溶液 (pH =4.5)中,配制成重金属离子浓度梯度和共沉积铋膜溶液三 2.2 石墨烯修饰铂电极的制备 采用氧化工艺,在硅片上制作厚度为微米级的SiO 2氧化层,利用Lift ?off 工艺制备图形化的铂电极; 第41卷2013年2月 分析化学(FENXI HUAXUE ) 研究简报Chinese Journal of Analytical Chemistry 第2期278~282
二氧化钌薄膜热处理过程中的物相变化
二氧化钌薄膜热处理过程中的物相变化 2016-07-06 12:33来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 不同温度处理的薄膜的XRD谱 随着高端电子设备朝小型化、轻量化、高可靠性、长寿命的方向发展，电子器件中的电容器必须向容量大、体积小、功率密度高和脉冲放电性能优异的方向发展。传统的电容器已经不能满足高端电子设备的要求。超级电容器的比功率是蓄电池的数十倍，比能量是物理电容器的数百倍，而且具有充放电效率高、能够持续放出大电流、不需要维护保养和寿命长等性能，正在被广泛地应用于航空航天、电子信息技术、绿色环保能源工业、电动汽车等领域。研究超级电容器有着极其广阔的应用前景和重要的战略意义。 根据电荷的储存机理，超级电容器可分为双电层电容器和法拉第准(赝)电容器。双电层电容器使用碳素材料作为电极，比电容为200 F/g左右。法拉第准电容器使用RuO2、MnO2、NiO和SnO2等金属氧化物作为电极，通过法拉第氧化还原反应完成充放电。其中，RuO2·H2O电极材料的比电容高达700F/g，比电容大约是碳电极的3倍，比功率比碳电极的大1个数量级；在硫酸电解液中性能稳定，充放电性能优异且循环寿命长。因此，RuO2·H2O是目前应用于高比能超级电容器性能最优异的电极材料，已显示出非常重要的地位和广阔的应用前景。 RuO2·H2O电极的性能是直接影响超级电容器整体性能的主要因素。RuO2·H2O占超级电容器制造成本的50%以上。不同形态结构的RuO2·H2O的比电容相差很大。对于微孔结构的RuO2·H2O电极材料，电极深层的活性物质能参与快速可逆的氧化还原反应；与晶体结构的RuO2相比，质子更容易在无定形的RuO2·H2O 中自由扩散。因此，无定形的RuO2·H2O电极材料具有更大的比电容。目前，制备氧化钌电极材料的方法有电沉积法、涂敷热分解法、Sol-gel法和CVD法等。采用涂敷热分解等高温方法制备RuO2电极材料，薄膜的结合水含量较低，影响电容特性，且RuO2的用量较大；用Sol-gel法制备RuO2，薄膜附着力较差；CVD法制备RuO2薄膜，反应时间长，不宜批量生产；电沉积法设备要求低，采用RuCl3·3H2O水溶液为电沉积液制备RuO2·H2O薄膜，成本相对较低。电沉积法制备的初生薄膜成分为RuCl3·cH2O，附着力较差，比电容较小，需要经过热处理将其转变为RuO2·nH2O，以便改善附着力和提高比电容。但是，若处理温度过高会使RuO2·nH2O晶化，导致比电容快速降低。
2021年食品安全检测中电化学分析法的运用
食品安全检测中电化学分析法的运用 食品安全检测中电化学分析法的运用 电位分析法是一种通过测量电极电位来获得溶液中待测物质浓度信息的分析方法，下面是一篇关于食品安全检测中电化学分析法运用探究的，欢迎阅读了解，希望对你的有帮助。 随着 ___发展和生活水平不断提高，食品作为人们最基本生活必需品的消费逐渐从数量型向质量型转变，食品质量与安全成为广大民众普遍关心的问题。因此，为了提高食品质量和保证食品安全，必须充分发挥食品质量安全检验检测的效能，不断丰富食品检测方法，改进测试手段，逐步提高检测水平，为人们吃上安全的放心食品提供保障。目前，仪器分析方法已经成为食品安全检测的主要方法，如，光学分析法(分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法)、电化学分析法、色谱分析法(气相色谱法、高效液相色谱法)等方法[1]. 电化学分析法是建立在化学电池的一些电学性质(如电导、电位、电流、电量等)与被测物质浓度之间存在某种关系而进行测定的一种仪器分析方法。按照实验过程中测定的电学参数不同，可将电化学分析法区分为电导分析法、电位分析法、电解分析法、库仑分析法、伏安法和极谱法等。与其它仪器分析方法比较，电化学分析法具有灵敏度和准确度高、测量范围宽、仪器设备简单、容易实现自动化等特点，已经在食品质量检测中广泛应用[2,3].本文根据电化学分析方法类
型，对电位分析法、伏安分析法、极谱分析法和电化学传感器法等几种方法在食品检测方面的研究和应用情况进行了评述。 电位分析法是一种通过测量电极电位来获得溶液中待测物质浓度信息的分析方法，分为直接电位法和电位滴定法。电位滴定法不需要指示剂，也不受溶液浑浊和颜色 ___，可以准确判断终点，在食品检测中应用较为普遍。比如，采用电位滴定法可以测定食品中调味品之一的 NaCl 含量。通常采用银电极和饱和甘汞电极组成原电池，用AgNO3标准溶液滴定 Cl-离子至终点电位。陈泽林等[4]采用电位滴定法测定了酱油、午餐肉和香肠三种食品中 NaCl 含量。为了克服盐桥中饱和氯化钾溶液对 Cl-离子测定结果 ___，他们将参比电极改为双盐桥饱和甘汞电极，滴定终点确定采用二次微商法，使测定结果更为准确和合理，实验加标回收率为98.54%~101.06%.郑自强等[5]和喻利娟等[6]的研究也表明，采用电位滴定法测定罐头、水、酱油等食品中 NaCl 含量，具有准确度高、精密度好等优点，更重要的是方法简便易行，尤其适用于有色浑浊食品中 NaCl 含量的测定。 乳制品是人体摄取蛋白质的之一，其营养价值以蛋白质含量高低作为主要指标，因此，乳制品中蛋白质含量的测定备受关注。采用凯氏定氮法测定乳制品中蛋白质含量，虽然具有结果准确、重现性好的优点，但容易受到三聚氰胺、尿素等一些非蛋白氮干扰，且操作过程复杂，产生的 SO2等气体对环境有污染。为了解决凯氏定氮法存
钛基氧化钌电极在油田污水处理中的研究
文章编号:16732095X (2010)022******* 钛基氧化钌电极在油田污水处理中的研究 邱 晨,常 明 (天津理工大学电子信息工程学院,天津300384) 摘 要:本文以油田污水为研究对象,用钛基氧化钌作阳极,采用电化学氧化法处理石油污水,研究了电解时间、电流密度及电极间距对污水中铁去除率的影响,实验发现在优化电解时间、电流密度、电极间距等参数后,有很好的除铁效果;将电化学氧化除铁与氧化剂H 2O 2除铁进行实验对比,结果表明电化学氧化除铁不但具有更好的氧化能力和处理效果,而且避免了因添加化学药剂而带来的二次污染.关键词:电极;电化学;石油污水;污水处理;除铁中图分类号:T E991 文献标识码:A S tudy on o ilf i eld pr oduced wa ter tr ea t m en t by T i 2ba sed Ru O coa t i n g electr ode Q I U Chen,CHANG M ing (Scho ol of Electr onic Infor ma tion Engineering,Ti anji n Univ e rsity of Technol ogy,Tianji n 300384,China) Ab stra ct:The treat ment of petroleu m waste wate rwith electrochem ical oxida tion wa s inve stiga t ed by Ti/Ru O 2elec trode s t o ex 2p l ore the influences of the ti m e,current density and the dist ance of electrode s on the rate of iron remova l .T he ex pe ri m ent found tha t opti m i zing the para m ete rs of e l ec trolysis ti m e,current density,e lec trode s pac i ng,have a g ood effec t of re moving i 2r on .Co mpared the electrochem ical oxidati on of ir on with oxidants H 2O 2oxidati on of iron,the ex peri m enta l re sults sho w tha t the elec trochem ical oxidati on of ir on not only ha s bett e r oxida ti on capacit y and treat m ent efficiency,but als o av oid the sec 2ondary polluti on added by the chem ica ls . Key wor ds:electrode;e l ec troche m istry;petr o l eu m wa stewa ter;wastewa ter treat m ent;iron re moval 油田开发生产过程中会产生大量的采油污水.对油田污水处理及回注再利用,是目前开发和利用 水资源的正确途径.油田污水中含有的Fe 2+是具有腐蚀性的离子,含有过量铁的回注水能在管道中产生沉积,特别是当水中含有溶解氧时,含铁的回注水为铁细菌的大量繁殖提供了条件,从而造成管道堵塞.此外,还极有可能堵塞地层孔隙,减少注水量,降低注水的效果.因此在油田废水处理后用于回注时,常将铁离子的含量作为一个重要的控制指标. 传统的除铁处理方法是采用曝气氧化加过滤的方法 [122] ,但曝气和加药设备不适用于油田污水处 理,油田污水曝气氧化会加快设备和管道的腐蚀. 相对于其他的污水处理方法,电化学氧化法开始受到人们的重视.在电化学技术中,电子是电化学反应的最根本的反应物质,电子转移在电极和废物组分之间进行,不需要添加氧化还原试剂,避免了由另外添加药剂而引起的二次污染问题,通过控制电位,可使电极反应具有高度的选择性,防止有可能发生的副反应,在常温、常压下即可运行,能量利用效率高,是一种清洁、安全、有效的环境友好型污水处理方法. 1 电化学除铁作用机理 采用钛基氧化钌电极电解污水时,阳极生成氧 收稿日期223基金项目天津市重点科技攻关项目(6YFGZS 3);天津市薄膜电子与通信器件重点实验室基金(6TXT )第一作者邱 晨(— ),男,硕士研究生第26卷 第2期2010年4月 天 津 理 工 大 学 学 报 JO URNA L O F T IANJ IN UNIVER S IT Y O F TEC HNOLO GY Vol .26No .2 Apr .2010 :2009090. :0H00000JJC14702. :1984.
异鼠李素在碳糊电极上的伏安行为及其测定(1).
异鼠李素在碳糊电极上的伏安行为及其测定(1) 【摘要】目的研究异鼠李素在碳 糊电极上的伏安行为,建立异鼠李素含量测定的新方法。方法采用循环伏安法检测异鼠李素在电极上的电化学行为,以差示脉冲伏安测定其含量。结果异鼠李素发生单电子、单质子的氧化还原反应,该反应为有吸附特征的可逆过程。在pH 4.0磷酸缓冲液中,氧化峰电流与异鼠李素浓度在2.0×10-7~3.0×10-6 mol/L 呈良好的线性关系,检测限为2.5×10-8 mol/L。结论碳糊电极可有效消除样品中其他组分对异鼠李素测定的干扰,可用于实际样品的测定。 【关键词】鼠李素位测定法电极 异鼠李素(isorhamnetin)是一种多羟基黄酮类化合物,为一些中草药的有效成分,具有较好的抗心肌缺氧、缺血、缓解心绞痛、抗心律失常、抗氧自由基、降低血清胆固醇等多种心血管效应[1?2]。近20年来只有少量种类的黄酮类化合物的电化学性质被研究和应用[3]。多羟基黄酮类在电分析领域的应用已经引起关注[4]。碳糊电极具有电位范围宽、制备方便、价格低廉等特点,在伏安法中得到广泛应用[5]。笔者研究在碳糊电极上伏安法直接测定异鼠李素的方法,探讨该化合物在碳糊电极上的伏安性质和电极反应机制,采用差示脉冲伏安法测定心达康片中黄酮的总含量。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1仪器电化学分析仪(CHI660B,上海辰华仪器公司);采用三电极体系,工作电极为碳糊电极,对电极为铂丝电极,参比电极为Ag?AgCl电极;精密酸度计(pHS?3B型,上海雷磁仪器厂);医用数控超声波清洗器(KQ?250DE型,昆山市超声仪器有限公司);搅拌器(JB?1型,上海雷磁新泾仪器有限公司);电子分析天平(BS110S型,德国Sartorius公司)。 1.1.2试剂异鼠李素标准品(中国药品生物制品检定所),用无水乙醇配制成1.0×10-3 mol/L储备液,避光保存;磷酸缓冲液(PBS):由50 mmol/L NaH2PO4?Na2HPO4和20 mmol/L NaCl配制,用50 mmol/L H3PO4和NaOH溶液调至pH 2,3,4,5,6,7.4。所用试剂均为分析纯,实验用水为二蒸水。心达康片样品(四川雅达药业股份有限公司,批号:050503）,总黄酮标示量每片 5 mg。 1.2方法 1.2.1制备碳糊电极参照文献[6],取石墨粉3 g于研钵中,按3∶1(g/g)比例加入液体石蜡,搅拌均匀,调成糊状,填入直径3 mm的聚四氟乙烯管中,充分压紧,另一端用铜棒引出。电极表面在称量纸上抛光,用蒸馏水淋洗,将电极置于
方波溶出伏安法测定头发中锌的含量
收稿日期:2006-07-18 作者简介:汪洋(1962-),男,江苏如皋人,商丘职业技术学院高级教师,主要从事应用化学教学与研究.文章编号:1671-8127(2007)05-0068-04 方波溶出伏安法测定头发中锌的含量 汪 洋,张向前 (商丘职业技术学院,河南商丘476000) 摘 要:在pH =6.00的乙二胺-盐酸缓冲溶液中,采用铋膜电极做工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂为 辅助电极,测定头发样品中的锌的含量.结果:方波溶出伏安法的灵敏度高,线性范围较宽,因此该方法是一种灵敏 度和正确度较高的测定微量锌含量的方法,且操作方便快捷,仪器装置简单,价格低廉,适合测量人发中锌的微量 含量. 关键词:头发样品;铋膜电极;锌 中图分类号:O65 文献标识码:A 人体的微量元素是维持人体生命活动的必要物质,在人体内具有重要的生理功能和营养作用.人发作为人体组织的一部分,其中元素含量能反映人体内微量元素运动变化的平均水平及累计情况.人发一经生长出来,其中的微量含量是基本稳定的,具有较好的分析重现性,对人发中微量元素进行测定分析,并对所 得大量数据进行分析研究,对于了解人体内微量元素与各种疾病之间的联系有积极的作用[1].虽然微量元 素在体内含量甚微,却具有高度的生物活性,对维护机体正常代谢及生命活动至关重要.头发和血液中的测定在反映体内这些元素营养状态中的作用各有侧重,血液中的锌含量测定对临床诊断短期内这些元素缺乏和近期疗效评价较为灵敏,而头发是人体的终末排泄器官,测定头发中的锌可以反映机体内这些微量元素和矿物质在过去数周及数月中的营养状况和代谢变化.因此,对长期或慢性因素引起的这些元素缺乏的临 床诊断尤为可靠[2]. 到目前为止,已经报道了许多测定头发中微量元素的方法,有石墨炉分光光谱法、分光光度法、原子吸收法,还有一些电位溶出法;当使用电位溶出法时,有时所用的试剂选择性较差,用于某些复杂样品分析时, 常借用一些适当的分离富集手段以消除干扰;分光光度法是国内外的标准方法,但它的操作烦琐[3],引入试 剂多,测定时易造成污染;原子吸收法仪器昂贵,分析成本高、不易于普及;电位化学方法的方波溶出伏安法并不多见,有分辨高、重现性好、灵敏度和正确度都较好,且简单快捷、易于掌握、仪器装置简单、价格廉价、 操作方便等优点[4]. 1 实验原理 方波溶出伏安法的测定分为电积和溶出两个基本过程,电积过程是用其要测的金属离子控制电位(电解的方法富集于工作电极上,使电极表面金属浓度相当大),然后电位扫描预测物质从电极上溶出,进入溶液,记录溶出过程的I -e 曲线进行分析的方法.富集与溶出全过程可表示为: Me +ne +B i ==Me (B i ) 在富集沉积阶段,溶液应进行搅拌,以提高工作电极表面的富集量;在平衡阶段,溶液应停止搅拌,使溶液充分静止,以使在溶出过程得到纯的扩散电流;在溶出阶段,富集在电极表面的欲测物质氧化为离子,重新进入溶液,进行电位扫描,并得到溶出峰,以此进行定量分析. 2 实验部分 2.1 主要试剂 1.000ug/L 锌标液:称取1.000g 高纯锌(99.99%,)以适量的盐酸溶解,用蒸馏水定量至1L,用时稀释2007年第5期第6卷(总第32期) 商丘职业技术学院学报JOURNAL OF SHANG Q I U VOC ATI O NAL AND TECHN I CAL C OLLEGE Vol .6,No .5Oct .,2007
实验50 线性扫描伏安法测定废水中的镉
实验50线性扫描伏安法测定废水中的镉 【实验目的】 （1）学习CHI750A电化学工作站的操作使用 （2）熟悉铋膜电极的制备，掌握线性扫描伏安法的基本原理 （3）掌握线性扫描伏安法测定废水中痕量镉的方法。 【实验原理】 线性扫描伏安法是在电极施加一个线性变化的电压，即电极电位是随外加电压线性变化记录工作电极上的电解电流的方法。根据电流-电位曲线测得的峰电流与被测物的浓度呈线性关系，可作定量分析。工作电极是可极化的微电极，如滴汞电极、静汞电极或其他固体电极；而辅助电极和参比电极则具有相对大的表面积，是不可极化的。 Cd2+在多种底液中都有良好的极谱波。经典单极谱扫描伏安法工作电极为滴汞电极或悬汞电极，后改用金基汞膜电极作为工作电极。实验中采用1.0mol/L HCL做底液，在-0.3～-0.8V 进行线性电势扫描，Cd2+在汞膜上发生如下电极反应： Cd2++2e+Hg=Cd（Hg）E1/2=-0.67V（vs.SCE） 由于汞具有很强的毒性，存在很大的污染问题。铋膜电极是新近发展起来的具有和汞膜电极相似性能的固体电极，操作简便，灵敏度高，无毒，铋膜易除去，不会造成环境污染。 实验采用醋酸-醋酸钠缓冲液（pH=4.7）作底液，在-0.3～-0.9V进行线性电势扫描，Cd2+在铋膜上还原为Cd，和铋形成类似于汞齐的合金。而且电流峰高与浓度成正比，据此进行定量分析。由于线性扫描伏安法的电位扫描速度较快，不可逆的氧波影响不大，当被测物质浓度较大时可不必除氧。 实验使用CHI750A电化学工作站，它集成了多种常用的电化学测量技术，包括循环伏安法、线性扫描伏安法、阶梯扫描伏安法、差分脉冲伏安法、方波伏安法、交流伏安法、交流阻抗技术等。本实验采用线性扫描伏安法（linear sweep voltammetry,LSV）技术。仪器软件部分具有很强的数据处理功能，包括电流峰电位、峰高和峰面积（电量）的自动测量，半微分、半积分和导数处理等。通过半微分（semi-derivative）处理，可将伏安波动半峰形转化成峰形，改善了峰形和峰分辨率。这种多组分的同时测定中是十分有用的。 【仪器试剂】 1.仪器 CHI750A电化学工作站；三电极系统；铋膜电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，Pt为辅助电极。 2.试剂 5000mg L-1硝酸铋（A.R.）储备液；5000mg L-1溴化钾（A.R.）储备液； 醋酸-醋酸钠缓冲液（pH=4.7）：醋酸钠83g溶于水，加冰醋酸60mL，加水稀释至1000mL；镀铋液（500mg L-1）：量取5mL硝酸铋储备液和5mL溴化钾储备液于50mL容量瓶中，再用醋酸-醋酸钠缓冲液稀释至50mL； 0.5mg mL-1Cd2+标准溶液；样品溶液：含Cd2+的废水样（已含缓冲液） 【实验步骤】 1.铋膜修饰玻碳电极的制备