基于羥磷灰石電化學(xué)傳感器對(duì)鉛鎘銅分析的研究.pdf

1、食品中的重金屬的含量是監(jiān)控食品污染一個(gè)很重要的因素，準(zhǔn)確地檢測(cè)其含量是食品安全分析中非常重要的部分，選用經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便而又環(huán)保的快速現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)新方法勢(shì)必成為研究的方向，因?yàn)檫@可以實(shí)現(xiàn)樣品準(zhǔn)確及高比例地篩選，更有利于反應(yīng)真實(shí)情況并加以實(shí)時(shí)監(jiān)管。
　　 電化學(xué)儀器價(jià)格低廉、操作方便，適合多層次食品檢驗(yàn)部門的需要，這是電分析化學(xué)能夠推廣的重要原因之一。方波溶出伏安法相較于其它電化學(xué)方法具有更高的靈敏度，而且適用多元素的同步快速檢測(cè)，但該方法

2、的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步提高，且檢測(cè)過(guò)程中常用有毒汞，有用鉍膜替代汞膜的研究報(bào)道，但效果不是很好。此項(xiàng)立題的目的就是要對(duì)這三方面進(jìn)行改進(jìn)研究，以使該方法的性能更好。本研究以羥磷灰石(Hydroxyapatite，HAP)修飾物為基礎(chǔ)結(jié)合1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM]PF6)，用十二烷基苯磺酸鈉(SodiumDodecylBenzeneSulfonate，SDBS)作為分散劑以滴加的方式修飾絲網(wǎng)印刷碳電極的工作電極，并

3、覆蓋一層Nafion膜。其中，[BMIM]PF6彌補(bǔ)羥磷灰石導(dǎo)電性差和不易附著的缺點(diǎn)。用電鏡、循環(huán)伏安法和交流阻抗對(duì)修飾電極進(jìn)行了表征，研究了鉛鎘銅離子在該修飾電極上的電化學(xué)溶出伏安響應(yīng)。選用方波溶出伏安法，通過(guò)微波消解預(yù)處理樣品，對(duì)茶葉、香菇樣品進(jìn)行鉛、鎘和銅的檢測(cè)。
　　 本論文主要包含以下幾個(gè)方面:
　　 第一部分:綜述了重金屬的危害、食品中重金屬污染的現(xiàn)狀，比較了常規(guī)的檢測(cè)方法和電化學(xué)分析法，并介紹了各自的研究進(jìn)

4、展。
　　 第二部分:利用hydroxyapatite/SDBS修飾絲網(wǎng)印刷電極，并滴加Nafion膜增加電極穩(wěn)定性，構(gòu)建一種新的操作簡(jiǎn)單，可快速檢測(cè)痕量鉛的方法。試驗(yàn)用方波溶出伏安法，經(jīng)優(yōu)化后的參數(shù)如下:支持電解質(zhì)為0.1mol/LpH4.5的HAc-NaAc，HAP的質(zhì)量濃度為2mg/mL、I-的濃度為0.010mol/L，富集時(shí)間為270s。在優(yōu)化的工作條件下，得到2～300μg/L線性范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，y(μA)=0.0

5、434x(μg/L)+0.0265，相關(guān)系數(shù)為0.992。鉛的檢測(cè)限為0.460μg/L(S/N=3)。該電極表現(xiàn)出較好的重復(fù)性，連續(xù)5次測(cè)定后得到相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.59％，這表明可以將這種電極應(yīng)用于茶葉中鉛含量的檢測(cè)。
　　 第三部分:利用十二烷基苯磺酸鈉溶液分散羥磷灰石和離子液體，替代慣用的有毒汞修飾絲網(wǎng)印刷碳電極，構(gòu)建新型綠色快速測(cè)定痕量鉛電化學(xué)傳感器。選用0.1mol/LHAc-NaAc為支持電解質(zhì)，用方波溶出伏安法，優(yōu)

6、化羥磷灰石與離子液體比例和修飾方法等檢測(cè)條件。用常規(guī)電感耦合等離子體質(zhì)譜法驗(yàn)證本方法對(duì)實(shí)際樣本中鉛的檢測(cè)結(jié)果。經(jīng)優(yōu)化后的參數(shù)如下:支持電解質(zhì)為0.1mol/LpH5.0HAc-NaAc，HAP的質(zhì)量濃度為2.0mg/mL、富集時(shí)間為210s。在優(yōu)化工作條件下，鉛電化學(xué)傳感器在4～250μg/L濃度范圍內(nèi)得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y(μA)=0.0278x(μg/L)+0.0186，相關(guān)系數(shù)為0.998，檢測(cè)限為0.386μg/L(S/N=3);連續(xù)5

7、次測(cè)定后的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.87％。研究出的快速檢測(cè)鉛的電化學(xué)傳感器有效改善了穩(wěn)定性、靈敏度和安全性，且準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)，反映了茶葉中鉛含量的真實(shí)狀況。
　　 第四部分:根據(jù)第三部分所構(gòu)建的方法，用方波溶出伏安法優(yōu)化檢測(cè)條件。用常規(guī)電感耦合等離子體質(zhì)譜法驗(yàn)證本方法對(duì)實(shí)際樣本中鎘的檢測(cè)結(jié)果。經(jīng)優(yōu)化后的參數(shù)如下:支持電解質(zhì)為0.1mol/LpH5.0HAc-NaAc，HAP的質(zhì)量濃度為2.5mg/mL、富集時(shí)間為240s。在優(yōu)化工作條件下

8、，電化學(xué)傳感器在5～100μg/L濃度范圍內(nèi)得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y(μA)=0.0304x(μg/L)+0.0218，相關(guān)系數(shù)為0.992，檢測(cè)限為0.780μg/L(S/N=3);連續(xù)5次測(cè)定后的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為5.05％。研究出的快速檢測(cè)鎘的電化學(xué)傳感器有效改善了穩(wěn)定性、靈敏度和安全性，且準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、易規(guī)范，其創(chuàng)新性顯著并具廣泛應(yīng)用潛力。
　　 第五部分:用第三部分建立起來(lái)的方法摸索了了同時(shí)檢測(cè)鉛銅的條件，兩溶出峰可以很好的分開(kāi)。優(yōu)化