羧基化石墨烯修饰玻碳电极测定水样中的痕量铅和镉VIP免费

冶金分析，2010，30(8)：30—34MetallurgicalAnalysis，2010，30(8)：30—34文章编号：10007571(2010)08—0030—05羧基化石墨烯修饰玻碳电极测定水样中的痕量铅和镉许春萱，吴志伟，曹风枝，高滢滢(信阳师范学院化学化工学院，河南信阳464000)摘要：石墨烯纳米片通过酸处理制备羧基化纳米石墨烯，将羧基化石墨烯修饰在玻碳电极表面制得石墨烯修饰玻碳电极，以此电极作工作电极，建立了微分脉冲溶出伏安法同时测定痕量铅和镉的电化学分析法。在0．1mol／IpH4．5的NaAc—HAc缓冲液中，在一1．2V富集400S后，溶出峰电流分别与Cd抖和Pb抖的浓度在2×10～2×10mol／L的范围内呈良好的线性关系，检测限分别为2×10。mol／L和2×10mol／L。实验结果表明，玻碳电极被羧基化石墨烯修饰后检测灵敏度显著地提高。该法已用于实际水样中痕量镉和铅的测定，回收率在95～109之间。关键词：羧基化石墨烯；微分脉冲溶出伏安法；铅；镉；化学修饰电极中图分类号：0657．14文献标识码：A重金属是不可降解的重要环境污染物，是一种蓄积性的慢性污染。铅和镉是常见有毒重金属离子]。研究表明，铅可以导致食欲不振、恶心、呕吐和失眠等，重者会导致贫血，神经系统器质性疾病，肝、肾疾病，心血管器质性疾病及呼吸系统疾病等；而镉会损伤肾小管，使病者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等。目前，铅和镉常用的分析方法有分光光度法]、原子吸收光谱法]、原子发射光谱法l_6]、电感耦合等离子体质谱法l7以及电化学法等。电化学分析方法不需要昂贵的仪器，具有灵敏度高、选择性好、操作简便、分析成本低等优点。在众多电分析技术中，阳极溶出伏安法具有高的灵敏度和选择性，尤其适合于痕量金属离子的检测。石墨烯是一种新型的碳纳米材料，由于它具有优良的导电性能和机械性能，因此近来受到广泛关注I8]，被应用于超灵敏传感器l1、场效应晶体管妇以及电化学传感器口等领域。本文将石墨烯进行功能化，在其表面修饰上羧基，使其更容易分散在水溶液中。基于功能化的石墨烯修饰玻碳电极，建立了一种新的同时测定水样中的铅和镉的灵敏电化学法。1实验部分1．1主要仪器和试剂CHI660a型电化学工作站(上海辰华仪器公司)：实验时采用三电极系统，即羧基化石墨烯修饰玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极；KQ5OE型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；MettlerToledoDEL—TA320pH计(瑞士梅特勒一托利多公司)。石墨粉(高纯，上海试剂厂)；肼、氨水(分析纯，上海试剂厂)；二氯亚枫和乙二胺(分析纯，美国Sigma公司)；Pb标准储备溶液：1．O0×1Omol／L，由硝酸铅(优级纯，上海试剂厂)溶于二次蒸馏水配制而成；Cd抖标准储备溶液：1．OO×10_。mol／L，由氯化镉(优级纯，上海试剂厂)溶于二次蒸馏水配制而成，以上两种储备溶液按使用要求逐级稀释。其他试剂均为分析纯，所用水为二次蒸馏水。收稿日期：2010—01—20基金项目：河南省高校科技创新人才基金(2O1OHAsTIT025)资助作者简介：许春萱(1965一)，女，副教授，主要从事生物传感器研究；E—mail：xuchunxuan0702@126．com一3O一许春萱，吴志伟，曹凤枝，等．羧基化石墨烯修饰玻碳电极测定水样中的痕量铅和镉冶金分析，2010，30(8)：30—341．2纳米石墨烯的制备用Hummers和Ofleman法制备口。氧化石墨。在100mI经过上述方法制备的氧化石墨水溶液中，加入70L肼溶液和0．7mI氨水，然后在95℃下搅拌1h，过滤和真空干燥后制得黑色的粉末石墨烯。为了制备羧基化的石墨烯，氧化石墨首先用盐酸(5，V／)洗，然后用水洗至中性，通过快速加热和剥离，即可得到羧基功能化的纳米石墨烯片。1．3羧基化石墨烯修饰玻碳电极的制备将5mg羧基功能化的纳米石墨烯片加人5mL二次蒸馏水中，超声分散20min直至得到1mg／mI浅黑色的羧基化石墨烯悬浮液。玻碳电极(有效直径3mm)依次用0．3、0．05m氧化铝粉及麂皮抛光至呈镜面，然后依次在无水乙醇和二次蒸馏水中超声清洗3min，红外灯下烘干。用微量进样器取8L羧基化石墨烯悬浮液滴加在玻碳电极表面，红外灯下烘干即制得羧基化石墨烯修饰玻碳电极。1．4实验方法在10mLPH4．5的0．1mol／LNaAc—HAe缓冲液中，以羧基化石墨烯修饰玻碳电极...