差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中金属离子全解
水质重金属检测-阳极溶出伏安法
水质重金属监测-阳极溶出伏安法杭州富铭环境科技有限公司摘要：本文基于阳极溶出伏安法测定水质中的铜、锌、铅、镉、汞、砷等重金属，在测量原理、硬件电路设计和软件设计等几方面进行了叙述。
关键词：水质监测；阳极溶出伏安法一、引言对水质重金属的检测通常采取取水样送实验室，使用原子吸收光谱法、原子荧光光谱法进行检测，不但成本高、效率低、操作复杂，而且水样输送过程引起的二次污染会影响检测结果的客观性。
本文基于线性扫描阳极溶出伏安法设计了一款能对铜、锌、铅、、镉、汞、砷等重金属进行现场自动检测的自动检测系统。
该系统无需人工操作，具有体积小、灵敏度高、检出限低、检测快速等优点。
（一）测量原理溶出伏安法是一种将电解沉积和电解溶出两个过程相结合的电化学分析方法。
操作主要分为富集、静置和沉积3个步骤。
首先在一定电位下将被测离子电沉积到工作电极上，通常此阶段采用磁力搅拌器搅拌溶液以提高富集效率；然后静置片刻，使被富集的物质在工作电极上分布均匀，以提高分析结果的再现性；最后反向扫描电位，使沉积的物质快速溶出，同时记录溶出电流峰，获得溶出伏安曲线。
通过电流出峰电位定性判断溶出物质，通过峰电流与物质浓度正比例关系定量计算被测物质的浓度。
由于溶出过程能产生较大的电流，所以该方法具有较高的灵敏度，最低检出限可达10-12 mol/L。
物质富集量与富集电位、富集时间、扫描速率、溶液PH值等有关，因此检测过程需合理配置相关参数。
溶出伏安法有多种，本文采用线性扫描溶出伏安法，其原理图如图1所示。
线性扫描溶出伏安法原理-图1（二）硬件电路设计系统采用MSP430F4270作为核心处理器。
MSP430F4270内部集成有3个独立16 bit带内部参考的∑-Δ模数转换器、12 bit数模转换器、可编程增益放大器、LCD驱动器等，芯片的高度集成度使硬件设计变得简单，大大提高了系统的可靠性。
系统按照功能分为水样预处理单元、控制单元、检测单元和通信单元。
差分脉冲溶出伏安法
实验条件：
Cd
Pb
富集： ，120s 溶出：
清洗： ， 120s
脉冲幅度 80mV 脉冲周期 200ms 脉冲宽度 5ms
Effect of the experimental variables
GNFs–NA溶液体积
GNFs–NA膜厚度的 影响： 溶液体积达到3 μL时 灵敏度很高，3-7 μL 峰电流值降低。
富集时间
30 s 到 120 s峰电流线 性增加，120 s之后线 性不明显。
由于电极表面负载 量饱和，电流增加 的幅度变小。
Effect of the experimental variables
Bi(III)的浓度
从100到400 μg/L峰电 流随Bi膜厚度的增加 而增大，400 μg/L以后 峰电流降低，并且峰 变宽。
Effect of the experimental variables
Effect of the experimental variables 阳极溶出伏安法工作原理 得到良好的线性工作曲线，这是定量应用的基础。 得到良好的线性工作曲线，这是定量应用的基础。 阳极溶出伏安法工作原理 溶液体积达到3 μL时灵敏度很高，3-7 μL峰电流值降低。 Effect of the experimental variables GNFs–NA溶液体积 得到良好的线性工作曲线，这是定量应用的基础。 得到良好的线性工作曲线，这是定量应用的基础。 它是在缓慢线性扫描的电压（5-10mV/s）上迭加一个振幅为50-100mV的周期性脉冲，并在刚好加脉冲之前和脉冲的后期分别测量电 流，将这两次电流的差值由电子线路放大输出。
Differential Pulse Stripping Voltammetry
阳极溶出方波伏安法测定水体中的铜离子
关 键词 ：阳极溶出方波伏安法；玻碳汞膜电极；铜离子；水体
中图分 类号 ：Ｐ ３ ３ ２ ． ７
文 献标 志码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ ３ — ０ １ ６ １ — ０ ３
Ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｐ ｐｅ ｒ Ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ｙ Ａｎ ｏ ｄｉ ｃ Ｓ ｔ ｒ ｉ ｐｐ ｉ ｎｇ Ｓ ｑｕ ａ ｒ ｅ Ｗ ａ ｖ ｅ Ｖｏ ｌ ｔ ａ ｍｍｅ ｔ ｒ ｙ
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基于差分脉冲阳极溶出伏安法的标准重金属铜溶液检测研究
报（ 自然科学版） ２ ０ １ ７ ， ３ ７ （ ８ ） ： ６ ０ ０
Ｏ ３ ５ ９ ８
基 于 差 分 脉 冲 阳极 溶 出伏 安 法 的 标 准 重 金属 铜 溶 液 检 测 研 究
ｍｍｅ ｔ ｒ ｙ
Ｙａｎ Ｓｈ ａ ｎபைடு நூலகம்ｓ ｈ ａ ｎ， Ｙａｎ ｇ Ｗ ｅｉ ， Ｓｏ ｎ ｇ Ｈａｉ ｙ ａ ｎ
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的检测 限为 ８ ４ ． ４ ６ ｇ ・ Ｌ 一 。［ 结论］ 说 明 该 电化 学 方 法对 重金 属 铜 具 有 检 测 限 低 、 准确 性好 等优 点 。
关键词 ： 溶 出伏 安 法 ；重 金 属 铜 ；丝 网 印 刷 金 电极 ；修 饰 液 ；检 测
中 图分 类号 ： Ｓ ｌ ５ １ ． ９ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ｌ ６ ７ １ — ８ １ ５ １ （ ２ Ｏ １ ７ ） ０ ８ — ０ ６ ０ ０ — ０ ５
Ｔｈｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｎｄ ａ ｒ ｄ ｈ ｅ ａ ｖ ｙ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｐｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ｉ ａｌ ｐｕ ｌ ｓ ｅ ａ ｎｏ ｄ ｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｉ ｐｐｉ ｎｇ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ —
铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法测定痕量铁
铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法测定痕量铁铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法（BiDEP）是一种高灵敏度、高选择性的电化学分析方法，可用于痕量元素的测定。
本文将介绍使用BiDEP法测定痕量铁的实验流程。
实验仪器- BiDEP电化学工作站- 三电极电池体系：铂电极为工作电极，铅电极为参比电极，铁电极为辅助电极- pH计- 磁力搅拌器试剂及材料- BiCl3（0.1 mol/L）电解质溶液- FeCl3（1.0 mmol/L）溶液- HCl（0.1 mol/L）溶液- NaOH（0.1 mol/L）溶液- 双膜铋电极- 双膜铋电极研磨液- 甲醇- 去离子水- 紫外可见分光光度计实验步骤1. 制备双膜铋电极将双膜铋电极放入双膜铋电极研磨液中轻轻摇晃，使电极表面获得一层均匀的黑色氧化铋膜。
然后将电极在去离子水中冲洗干净，并用甲醇擦干。
2. 调节电化学工作站参数调节电化学工作站中的参数：扫描速率为0.01 V/s，电压范围为-0.6 V至-0.3 V。
3. 准备双电极电池体系将铂电极、铅电极和铁电极依次插入电解质溶液中，并使用磁力搅拌器将电解质溶液均匀搅拌。
4. 执行扫描在电解质溶液中加入FeCl3溶液，使铁电极上形成一层薄膜。
然后开始执行扫描，记录扫描图谱。
5. 分析数据根据扫描图谱上的峰形及位置，可以计算出溶液中的铁离子浓度。
根据公式：C = Q/（F×A×t），其中C为离子浓度，Q为阳极溶出的电量，F为法拉第常数，A为铂电极的表面积，t为溶液中铁离子阳极溶出的时间，可以计算出铁离子的溶出电量。
6. 校准法测定痕量铁采用标准曲线法或加标回收法进行铁离子浓度的校正，得到痕量铁的浓度。
7. 验证实验结果使用紫外可见分光光度计验证实验结果的准确性。
总结通过BiDEP法测定痕量铁，可以获得高灵敏度和高选择性的测量结果，适用于痕量元素的测定。
在实验中需要仔细控制实验条件，以确保测量结果的准确性。
差分脉冲阳极溶出伏安法检测重金属离子
差分脉冲阳极溶出伏安法检测重金属离子孙萍;晏明国;张鸿泽;黄琦;周林;赵苡;彭富刚;刘培良【摘要】采用新型的差分脉冲阳极溶出伏安法检测液相环境下的铅、镉重金属离子.通过改变不同的实验条件,优化实验参数,最终选用以玻碳电极同位镀汞的方法测定液相环境下的铅、镉离子.该方法对铅、镉两种离子的检出限分别达到0.54、0.79 g/L,其中镉离子线性相关系数达到了0.9997.该差分脉冲阳极溶出伏安法具有灵敏度高、仪器设备简单、操作简便,污染小,能重复测量等优点,是一种高效,廉价的检测重金属浓度的方法,为重金属离子的实时监测打下一定基础.%The differential pulse stripping voltammetry is used to detect the lead and cadmium heavy metal ions in liquid phase. The experimental parameters can be gradually optimized by changing the experimental conditions. The experimental results are analyzed and discussed. The detection limits for lead and cadmium ions are 0.54 g/L, 0.79 g/L, respectively, and the linear correlation coefficient of cadmium reaches to 0.9997. The voltammetry used here has merits such as high sensitivity, easy operation, simple structure, low pollution, repeatable measurement, and show potential application for real-time monitoring of heavy metal ions.【期刊名称】《电子科技大学学报》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】6页(P784-789)【关键词】差分脉冲阳极溶出伏安法;玻碳电极;重金属离子;同位镀汞法【作者】孙萍;晏明国;张鸿泽;黄琦;周林;赵苡;彭富刚;刘培良【作者单位】成都信息工程大学光电技术学院成都 610225;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014;四川农业大学理学院四川雅安 625014【正文语种】中文【中图分类】TM93电化学溶出法具有设备简单、灵敏度高、重现性好以及可以同时检测多种离子而被广泛应用到重金属离子的检测中[1-3]。
粉末微电极溶出伏安法检测溶液中的重金属离子
收稿日期:2003207207 通讯联系人:陈 剑第21卷第1期V ol.21 N o.1分析科学学报JOURNA L OF ANA LY TIC A L SCIE NCE 2005年2月Feb.2005文章编号:100626144(2005)0120051203粉末微电极溶出伏安法检测溶液中的重金属离子郭志谋,陈 剑3(武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072)摘 要:本文利用粉末微电极技术得到了Hg 2+、Pb 2+、Cu 2+及Cd 2+的溶出伏安曲线,并分别检测了溶液中微量Hg 2+、Pb 2+、Cu 2+及Cd 2+的浓度,其测量灵敏度分别为:514.6μA/cm 2・μm ol ・L -1、131.5μA/cm 2・μm ol ・L -1、41.2μA/cm 2・μm ol ・L -1和96.5μA/cm 2・μm ol ・L -1;检出限分别为:5.0×10-7m ol/L 、5.0×10-7m ol/L 、1.0×10-6m ol/L 和2.0×10-6m ol/L ;线性检测范围分别为:3.4～10.9μm ol/L 、4.5～10.0μm ol/L 、2.9～10.0μm ol/L 和2.2～11.2μm ol/L 。
当溶液中同时存在上述四种金属离子时,采用粉末微电极技术得到了四个完全分离、互不干扰的氧化电流峰。
关键词:重金属离子;粉末微电极;溶出伏安法中图分类号:O657.15 文献标识码:A重金属是引起环境污染的主要原因之一。
测定微量重金属浓度的方法主要有光谱方法,如:原子吸收光谱法[1-5]及分光光度法[6]等。
前者测量的灵敏度较高,然而实验所需的仪器设备比较昂贵,并且测定的前处理工作要求精细。
阳极溶出伏安方法测定简单,通常采用汞和汞膜电极[7],然而由于汞电极具有较大的毒性,越来越多的研究工作致力于寻找新的电极体系,如修饰电极[8,9]等。
铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法测定痕量铁
铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法测定痕量铁铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法测定痕量铁一、简介铁是一种常见的有机和无机污染物，存在于环境中的水、土壤和大气中。
痕量铁对环境和人体健康都有一定的影响，因此准确快速地测定痕量铁的含量对于环境监测和食品安全等方面都具有重要意义。
二、铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法的原理铋膜差分脉冲阳极溶出法（DPPAS）是一种基于阳极溶出的电化学测定方法。
在该方法中，铋膜与试剂间存在反应，产生的氧化物溶解在电化学工作电极上，进而得到电流响应。
这种电流与铁的浓度呈线性关系，可以用来测定样品中痕量铁的含量。
三、实验步骤1.准备工作：根据需要，将待测样品或标准溶液稀释到适当的浓度，清洗工作电极并确保其表面无沉淀物或杂质。
2.打开电化学工作台，进行电极的连接和测量条件的设置。
3.测量前的处理：根据样品的特性，可以进行适当的预处理步骤，例如酸溶解、沉淀去除等。
4.测试曲线的建立：准备一系列不同浓度的标准溶液，分别进行测量，将电流响应与浓度建立起线性关系的测试曲线。
5.样品测量：将待测样品加入到电化学工作电极中，通过测试曲线计算出样品中铁的浓度。
四、优点和应用铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法具有以下优点：1.灵敏度高：该方法可以对痕量铁进行快速准确的测定，灵敏度可达到ppb级别。
2.选择性好：该方法对铁和其他金属离子具有良好的选择性，可以排除其他干扰物的影响。
3.操作简便：相对于传统方法，该方法操作简便，无需复杂的仪器设备。
4.成本低廉：该方法所需试剂和仪器设备成本较低，适用于大规模的样品检测。
铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法广泛应用于痕量铁的测定，具体应用领域包括：1.环境监测：用于水体、土壤和大气中铁污染物的检测，为环境保护和治理提供依据。
2.食品安全：用于食品中痕量铁的检测，确保食品安全和质量。
3.医学诊断：用于生物体内痕量铁的测定，对于一些疾病的诊断和治疗具有重要作用。
总结：铋膜差分脉冲阳极溶出伏安法是一种快速准确的测定痕量铁的方法，具有灵敏度高、选择性好、操作简便和成本低廉等优点。
溶出伏安法测定微量金属离子实验报告
实验主题：溶出伏安法测定微量金属离子实验目的：1. 了解溶出伏安法的基本原理和实验步骤；2. 掌握使用溶出伏安法测定微量金属离子的实验技术；3. 通过实验观察和分析，掌握实验数据处理和结果判断的方法。
实验原理：溶出伏安法是一种电化学分析方法，它利用金属离子在电极上的溶出与沉积来测定微量金属离子的方法。
在实验中，通常使用溶液作为基体溶液，通过控制电位来使金属离子在电极上溶出和沉积，然后测定溶出的电流或电荷量来计算金属离子的浓度。
实验步骤：1. 实验前，将所需的电化学仪器和试剂准备好，包括电化学工作站、双电极工作电极、参比电极、计时器、溶出伏安法测定电化学池等设备，以及待测金属离子的标准溶液。
2. 样品预处理，将待测金属离子的样品溶解或稀释至合适的浓度，使其适合进行溶出伏安分析。
3. 调节工作电极的电位，在所选定的溶出电位范围内进行扫描，使金属离子在工作电极上溶出和沉积。
4. 通过测定溶出的电流或电荷量，建立电流-电位曲线或电流-时间曲线。
5. 分析实验数据，根据溶出伏安曲线的特征和测定电流的变化，计算出待测金属离子的浓度。
实验结果与讨论：根据实验数据和分析结果，可以得出金属离子的浓度。
根据溶出伏安曲线的形状和特征，可以对金属离子的溶出过程和溶出动力学进行分析。
还可以进一步讨论实验中可能出现的误差和影响因素，以及可能的改进措施。
实验结论：通过溶出伏安法测定微量金属离子的实验，我们成功地获得了待测金属离子的浓度，并对金属离子的溶出行为进行了初步的分析。
实验结果表明，溶出伏安法是一种准确、可靠的测定微量金属离子的方法，具有很好的应用前景。
实验感想：通过本次实验，我对溶出伏安法的原理和技术有了更深入的了解，同时也锻炼了实验操作和数据处理的能力。
在今后的实验研究中，我将进一步掌握溶出伏安法的操作技巧，提高实验数据的准确性和可靠性。
溶出伏安法测定微量金属离子的实验不仅带来了实验技术上的提升，更加深了我们对电化学分析方法的理解和应用，为今后的科学研究和实验技术提供了有力支持。
差分脉冲阳极溶出伏安法测定中药材样品中的铜铅镉
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第４ ２卷第 ６期
２ ０ １ ４年 ３月
广
州
化
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Ｖ０ １ ． ４２ Ｎｏ ． ６ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ４
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差 分 脉 冲 阳极 溶 出伏 安 法测 定 中药 材 样 品 中的 铜铅 镉
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一种基于阳极溶出伏安法为机理的水体重金属离子在线自动监测系统
专利名称：一种基于阳极溶出伏安法为机理的水体重金属离子在线自动监测系统
专利类型：发明专利
发明人：王晓东
申请号：CN201210589678.9
申请日：20121231
公开号：CN103076381A
公开日：
20130501
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种基于阳极溶出伏安法为机理的水体重金属离子在线自动监测系统，以电化学阳极溶出方波法为检测机理，主要由系统控制模块，水样过滤模块，水样预处理模块，传感器模块，分析模块组成。
该水体重金属离子在线自动监测系统可实时连续现场监测水体中多种重金属离子，并根据重金属含量是否超标做出预警处理。
水体重金属在线自动监测系统成本较低，携带方便，易于操作，可远程控制，数据联网处理，在水体质量常规检测、实时监测、预警防范和应急处理中具有广阔的应用前景。
申请人：苏州汶颢芯片科技有限公司
地址：215028 江苏省苏州市工业园区方洲路128号1区A栋
国籍：CN
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铋膜电极差分脉冲溶出伏安法同时测定食物中的锌和铜
铋膜电极差分脉冲溶出伏安法同时测定食物中的锌和铜苏文斌【摘要】[目的]研究用铋膜电极代替汞膜电极同时测定食物中锌和铜元素含量的新方法.[方法]以预镀铋膜的玻碳电极作为工作电极,饱和甘汞电极作为参比电极, 铂电极作为辅助电极, 采用差分脉冲溶出伏安法同时测定黄豆和板栗样品中锌和铜元素的含量.考察了镀铋液浓度、底液的种类和浓度、初始电位、电沉积电位、终止电位及电位增量等对试验结果的影响.[结果]在1.0 mol/L硫氰化钾底液中,锌和铜均有灵敏的溶出峰,线性范围分别为0.20～12.00和0.10～6.00μg/ml, 检出限分别为2.08、5.49μg/L,回收率为91.20%～104.50%.在所选择的电位范围内, 铋膜稳定性较好, 多次测定锌和铜的峰电流基本不变.[结论]铋膜电极差分脉冲溶出伏安法简便快速、灵敏度高,适合于食物中锌和铜元素含量的同时分析.%[ Objective ] A method for the simultaneous determination of zinc and copper in foods by differential pulse stripping voltammetry based on bismuth-film electrode instead of mercury film electrode was studied. [ Method ] The content of zinc and copper in soybean and Chinese chestnut was simultaneously determined by differential pulse stripping voltammetry using ex-situ plated glassy carbon electrode as the working electrode,saturated calomel electrode as the reference electrode and Pt as the auxiliary electrode. The effects of the concentration of the solution for plating bismuth,the kind and concentration of supporting electrolyte, initial potential, deposit potential, end potential and potential increment were discussed. [ Result ] Sensitive stripping peak of Zn (Ⅱ) and Cu (Ⅱ) were observed in the solution of 1.0 mol/L KSCN. The peak current had good linear relationshipwith the concentrtation of zinc and copper at 0.20 - 12.00μg/ml and 0.10 - 6.00 μg/ml respectively. The determination limit of zinc and copper were 2.08 and 5.49 μg/L respectively. The recovery rate was 91.20％ - 104.50％. The stability of bismuth film was good in the range of selected potential and peak currents of Zn and Cu were basically the same. [ Conclusion ] The method of differential pulse stripping voltammetry on bismuth-film electrode is simple,quick, sensitive and suitable for the simultaneous determination of zinc and copper in foods.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】4页(P1303-1305,1307)【关键词】差分脉冲溶出伏安法;铋膜电极;锌;铜【作者】苏文斌【作者单位】廊坊师范学院化学与材料科学学院,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】S125锌和铜都是人体必需的微量元素，与人体健康密切相关。
阳极溶出伏安法检测重金属离子
阳极溶出伏安法检测重金属离子阳极溶出伏安法检测重金属离子重金属离子污染已经成为当前环境保护面临的严峻问题。
为了监测和治理重金属污染，科学家们研究出许多检测重金属离子的方法，其中阳极溶出伏安法是一种常用的检测方法。
本文将介绍阳极溶出伏安法的基本原理、实验步骤以及优缺点，加深对其理解。
一、阳极溶出伏安法的基本原理阳极溶出伏安法（Anodic Stripping Voltammetry, ASV）是一种电化学分析方法，以极化电压为驱动力将金属离子还原到电极表面，在特定的电位下析出并测量其电流，进而得出重金属离子的浓度。
它结合了阳极溶出和伏安法的原理，即在阳极上溶解或氧化物质，再利用外加电压将它们还原或析出。
同时，ASV操作简单，对样品的处理时间短，适用于多种金属离子的检测。
二、实验步骤ASV实验主要由离子选择性电极和工作电极组成。
首先是样品的准备，将待检测的样品加入溶液中，处理过程涉及到加热、酸化等操作；然后将溶液放入离子选择性电极中进行筛选，选出目标离子；接下来将工作电极插入溶液中，进行阳极极化，升压至逐渐逼近检测物质的氧化电位，再降压至目标电位，使产物析出在电极表面，进行阳极溶出过程；最后利用伏安计测量出现的电流信号，反推样品中重金属离子的浓度，最终得到检测结果。
三、优缺点ASV方法具有操作简单、快速、灵敏度高、检测限低等优点，可广泛应用于水质、空气、土壤中的重金属元素的检测。
与其他检测方法相比，ASV也具有一些缺点，例如对于某些影响电极信号的物质敏感，还有可能造成电化学辅助反应的出现带来误差等问题。
综上所述，阳极溶出伏安法是一种简单快速、准确敏感的化学检测方法。
尽管它在实际应用的过程中存在不足之处，但是在环境保护领域，阳极溶出伏安法还是一种十分重要的重金属离子检测方法，值得进一步研究和发展。
差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中金属离子
差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中Zn2+ Pb2+ Cd2+姓名：魏双李红欣宋杨张宝峰班级：应用化学13-1指导教师：田晓溪摘要随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。
因此，重金属的检测显得尤为重要。
电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。
本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。
详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。
实验结果表明：在pH =4.8缓冲溶液中，-1.4 V恒电位下搅拌，静置10 s后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。
在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。
关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统；锌；铅；镉。
1.前言：1.1 重金属离子的危害重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。
随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。
2005年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及2012年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。
铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。
分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛应用于重金属的在线检测中【1-5】。
金属离子镉(Cd2+)和铅(Pb2+)作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。
其中Pb 的毒性主要来源于其模仿功能，它可以占据细胞中Ca 依赖蛋白中Ca的结合位点(如钙调节蛋白和蛋白激酶C)，导致相应的生理功能不可修复[6]。
差分脉冲溶出伏安法测定陶瓷器皿中铅和镉的溶出率
差分脉冲溶出伏安法测定陶瓷器皿中铅和镉的溶出率高佳硕;郭炳标;任乃林【摘要】采用4%的乙酸浸泡陶瓷样品24 h,应用同位镀汞差分脉冲溶出伏安法测定了陶瓷样品中微量重金属铅、镉的溶出量.以0.1 mol/L的硝酸溶液做底液,0.1 mol/L的KCl溶液做支持电解质,2 g/L的Hg2+溶液做镀汞液,测得铅的溶出峰电位为-0.5 V(vs SCE),镉的溶出峰电位为-0.7 V(vs SCE),两者含量在5×10-4～1 mg/L和5×10-4～0.5 mg/L范围内峰电流和其含量呈良好的线性关系,检出限分别为2×10-4和4.3×10-3 mg/L.【期刊名称】《广东微量元素科学》【年(卷),期】2010(017)012【总页数】6页(P50-55)【关键词】差分脉冲溶出伏安法;铅;镉;陶瓷【作者】高佳硕;郭炳标;任乃林【作者单位】韩山师范学院化学系,广东,潮州,521041;韩山师范学院化学系,广东,潮州,521041;韩山师范学院化学系,广东,潮州,521041【正文语种】中文【中图分类】O657.14我国是世界上最大的日用陶瓷生产国,也是世界上最大的日用陶瓷出口国。
为了保护消费者健康以及建立技术贸易壁垒,世界各国政府都建立了陶瓷产品相关的安全卫生标准[1-3]。
其中,铅、镉溶出量是最主要的一种[4]。
铅是严重污染环境、危害人类健康的有毒重金属元素;镉普遍存在于自然界,广泛应用于工业生产,是继汞、铅之后污染环境的第三大重金属污染物,对环境和人类的健康危害极大。
20世纪 30年代,震惊世界的日本“痛痛病”即为一例。
因此,对铅、镉的测定方法研究和应用是必不可少的。
样品中铅、镉的测定常用原子吸收等分光光度法[5],与原子吸收等分光光度法相比,阳极溶出伏安法对于痕量金属的测量是一种灵敏、准确和经济的电化学分析方法,其主要特点是能够区别溶液中的各种痕量金属的不同的化学形态,且可同时测定 10-9级水平的多种金属。
方波阳极溶出伏安法同时测定溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Bi(Ⅲ)离子的多元校正方法
方波阳极溶出伏安法同时测定溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Bi(Ⅲ)离子的多元校正方法范清杰;杜国荣;涂家润【摘要】方波阳极溶出伏安法同时测定Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ),由于谱峰重叠面无法直接进行分析,为此提出一种基于化学计量学同时定量分析的方法.在0.1 mol/L柠檬酸铵溶液中,以银基汞膜电极为工作电极,采用方波阳极溶出伏安法结合偏最小二乘(PLS)回归方法,用于同时定量分析溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子.由于Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子的溶出峰严重重叠,采用偏最小二乘回归方法进行定量分析.以39个样品作为训练集建立了PLS回归模型,各离子浓度范围分别是Cd(Ⅱ)0.10～2.56 μg/mL、Pb(Ⅱ)0.20 ～2.66μg/ mL、Cu(Ⅱ)0.10～2.56 tg/mL、Bi(Ⅲ)0.60～3.06 μg/mL.采用另外10个样品作为验证集对模型进行了评价,得到4种离子的回收率分别为92.3％～103.0％、94.7％～ 106.0％、89.0％～105.0％和 94.8％～ 108.0％.与传统的单变量校正方法相比,多元校正方法可以用于重叠溶出伏安信号的定量分析.%In contrast to the conventional method which cannot directly simultaneously determine Cd(Ⅱ),Pb (Ⅱ),Cu(Ⅱ)and Bi (Ⅲ) by wave anodic s tripping voltammetry due to the overlap of the peaks,a method based on chemometrics was proposed to simultaneously determine the four ions.Cd (Ⅱ),Pb (Ⅱ),Cu (Ⅱ) and Bi (Ⅲ) were determined simultaneously by square wave anodic stripping voltammetry with a silver-mercury film electrode in 0.1 mol/L ammonium citrate.Partial least squares (PLS) regression was applied to resolve quantitatively the strongly overlapping peaks in the voltammograms of Cu (Ⅱ) and Bi (Ⅲ) ions.A PLS regression model was set up by a 39-sampletraining set with a concentration range of 0.10-2.56μg/mL for Cd (Ⅱ),0.20-2.66 μg/mL for Pb (Ⅱ),0.10-2.56 μg/mL for Cu (Ⅱ) and 0.60-3.06 μg/mL for Bi (Ⅲ).A validation set consisting of 10 samples was used to assess the model.The recoveries obtained were 92.3％-103.0％,94.7％-106.0％,89.0％-105.0％ and 94.8％-108.0％ for the four ions,respectively.The comparison with conventional univariate calibration method shows that,with the multivariate calibration,components with overlapping voltammetric curves can be determined simultaneously without a prior separation.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2013(046)002【总页数】5页(P145-149)【关键词】同时测定;化学计量学;重金属;方波阳极溶出伏安法【作者】范清杰;杜国荣;涂家润【作者单位】南开大学化学学院,天津300071;南开大学化学学院,天津300071;南开大学化学学院,天津300071【正文语种】中文【中图分类】O657方波阳极溶出伏安法(square wave anodic stripping voltammetry，SWASV)具有很高的灵敏度和选择性，已广泛应用于环境中重金属离子的检测．与电感耦合等离子体-原子发射光谱(inductively coupled plasma atomic emission spectrometer，ICP-AES)和电感耦合等离子体-质谱(inductively coupledplasma mass spectrometry，ICP-MS)等方法[1]相比，该方法操作简单方便，仪器较为廉价，因此受到很多化学家的青睐．然而，SWASV同时测定2种或2种以上重金属离子时，如果伏安峰严重重叠将无法实现同时检测．因此，大多数情况下需要将物质完全分离才能测定，费时费力．多元校正方法常用于复杂样品中多组分同时定量分析[2-7]．近些年来，应用于电分析化学中的多元校正方法主要包括：经典最小二乘(classical least squares，CLS)、主成分回归(principal component regression，PCR)、多元曲线分辨-交替最小二乘(multivariate curve resolution-alternating least squares，MCRALS)[8-9]、小波变换(wavelet transform，WT)[10-11]、人工神经网络(artificial neural network，ANN)和偏最小二乘(partial least squares，PLS)回归等，其中ANN和 PLS回归是电分析化学中处理重叠信号最常用的2种方法．ANN在同时测定3种有机磷农药[12]、4种氨基甲酸酯类农药[13]、3种氟喹诺酮[14]和萘啶酸及其主要代谢物的混合物[15]等方面均取得了满意的结果．PLS回归成功用于有离子干扰下铜的检测[16]、硝基苯和硝基苯酚的同时测定[17]、铬的形态分析[18]、锑的形态分析[19]、以及锌和镍的同时测定[20]等．随着城市化进程加快重金属污染日益严重，如Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的污染．重金属元素易在食物及食物链中富集，同时还可能与某些蛋白中的巯基配体结合形成金属-巯基簇络合物而具有生物毒性，因此检测重金属含量具有重大意义．已有文献报道采用吸附溶出伏安法同时测定Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)[21]，但是难以找到同时分离这4种离子的配体．笔者利用方波阳极溶出伏安法和偏最小二乘(PLS)回归方法相结合，实现了Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子的同时检测．该方法选取0.1,mol/L柠檬酸铵作为底液，采用银基汞膜电极作为工作电极，因为其物理性质比滴汞电极稳定，汞的损耗也较其他汞电极低很多[22]．由于Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子的溶出峰严重重叠，无法采用传统的单变量曲线校正法，因此采用了PLS回归进行定量分析．1.1 仪器设备实验使用LK2005电化学工作站(天津市兰力科化学电子高科技有限公司)完成．采用三电极系统，即工作电极(银基汞膜电极)、参比电极(饱和甘汞电极)和辅助电极(铂片)．工作电极由1根干净的银电极浸入汞池中制备而成，储存在蒸馏水中避免被氧化．该电极使用1周以上仍有较好的重现性．1.2 试剂及溶液CdCl2、Pb(NO3)2、CuSO4·5,H2O、Bi(NO3)3·5,H2O和柠檬酸铵均为分析纯试剂，从北方化学试剂厂(天津)购买．水溶液均用双蒸水配置．Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的标准储备液浓度均为1.000,g/L；Bi(Ⅲ)的标准储备液以0.1,mol/L柠檬酸铵溶液配制，浓度为1.000,g/L．溶液配制时首先超声振荡10,min，再静置8,h，使溶质完全溶解．所有储备液在4,℃避光保存．为避免共线性且使样品更有代表性，根据正交设计配置了49个混合样品．每个样品都含有0.1,mol/L柠檬酸铵及不同浓度的Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)．将这些样品随机分为2组，一组含有39个样品作为训练集，另一组10个样品作为验证集．1.3 SWASV法测量将25,mL样品转移到电化学池中，并通入高纯氮(99.999%)120,s以排除溶液中溶解的氧气．采用磁力搅拌器(转速1 200,r/min)自动搅拌溶液，并在工作电极上施加-1.2,V的电压预富集，持续120,s．富集完成后，停止搅拌静止10,s，采用方波阳极溶出伏安法从-1.2,V向正方向扫描到0,V，记下伏安扫描曲线．脉冲高度为25,mV，扫描速度为4,mV/s，频率为10,Hz．进行下一次的SWASV测量前，在0.1,V电压下清洗电极30,s．1.4 定量模型的建立PLS是目前最常用的多元校正方法之一．它根据使协方差最大的原则将原始数据投影到新的正交空间[2,23]．PLS模型中因子数的选取对模型的影响很大，它取决于独立化学变量及其他信号变量的数目．这些变量包括化学组分之间的相互作用、组分峰型的变化、随机变化的基线和检测器噪音[17]等．因此，PLS常用来分析化学重叠信号．笔者采用PLS回归法建立模型，通过留一交叉验证计算训练集的均方根误差(root-mean-squares error of cross-validation，RMSECV)来评价模型．最后采用验证集数据进行验证，验证结果以验证集的均方根误差(root-meansquare error of prediction，RMSEP)来表示．RMSEP的公式为式中：ic 和ˆic分别为第i个样品的参考值(配置样品的浓度值)和预测值；n为验证集的样品数．2.1 4种离子的伏安图图1为SWASV法检测0.1,mol/L柠檬酸铵溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子及其混合物的方波溶出伏安图．4种离子的浓度分别为0.4,μg/ mL、0.6,μg/mL、0.4,μg/mL和1.0,μg/mL．从图中可以看出，Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)的氧化电位分别为-0.707,V、-0.562,V、-0.210,V和-0.177,V．同时，Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的溶出峰仅有小部分重叠，不影响峰高的测量，仍可以根据峰高(即单变量校正法)来进行定量分析．然而，Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)的氧化电位非常接近，导致2个溶出峰严重重叠，无法直接采用单变量校正方法进行定量分析．因此，本文采用了PLS回归方法同时对4种离子进行定量分析．2.2 富集时间的优化富集时间是SWASV中一个非常重要的参数，富集时间过短，会降低方法的灵敏度，时间过长则可能使线性关系出现偏差．为确定合适的富集时间，考察了浓度为1.0,µg /mL的4种金属离子的峰电流随富集时间变化的规律(见图2)，发现4种金属的峰电流均随富集时间的增加而急速增大，但是Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)峰电流的增长在120,s后有所减缓．因此，综合考虑灵敏度和分析时间，实验最终采用120,s 作为富集时间．2.3 PLS模型与预测结果采用留一交叉验证法确定PLS回归模型的因子数．图3为4种金属离子的RMSECV值随因子数的变化曲线．由图3可以看出，RMSECV值随因子数的增大而减小，在因子数达到4或5之后，RMSECV值趋于稳定或稍有增加．使用蒙特卡洛交叉验证和F检验[24-25]优化因子数，确定Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)的因子数均为5．另外，训练集中对PLS回归模型有严重影响的奇异样本通过蒙特卡洛交叉验证来扣除[26]．图4 为验证集样品通过PLS回归模型得到的预测值与参考值之间的关系，从图中可看出每种金属都呈现良好的线性关系．PLS回归模型的相关系数(r)、标准偏差(standard deviation，SD)、RMSEP和回收率范围列于表1中．从结果亦不难看出，PLS模型可以很好地同时预测Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子浓度．如前所述，Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的溶出峰仅一小部分重叠(见图1)，因此可采用单变量校正方法即通过峰高进行定量分析．为了与PLS回归模型进行比较，采用训练集样品的离子浓度和其相应峰高建立标准曲线，然后用该标准曲线分析验证集中样品的浓度．其中单变量校正法的回归方程、相关系数r、标准偏差、RMSEP和回收率范围列于表2．与表1结果相比，采用PLS回归对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)预测所得结果优于单变量校正的预测结果．因此，PLS回归可以同时定量分析Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子．SWASV结合PLS回归可同时检测0.1,mol/L柠檬酸铵溶液中的Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Bi(Ⅲ)离子．采用39个样品作为训练集建立PLS模型，用另外10个样品作为验证集进行模型验证．结果表明4种金属离子的回收率分别在92.3%～103.0%，94.7%～106.0%，89.0%～105.0%和94.8%～108.0%范围内．多组分测定时，与常用的单变量校正方法相比，无论溶出峰是否重叠，PLS回归模型都可以进行定量分析．因此，多元校正方法可以不经过预先分离而实现多组分重叠伏安信号的定量分析．【相关文献】［1］ Melucci D，Locatelli C. 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高等分析实验实验三、微分脉冲阳极溶出伏安法（DPASV）测定水样中微量铅
⾼等分析实验实验三、微分脉冲阳极溶出伏安法（DPASV）测定⽔样中微量铅实验三、微分脉冲阳极溶出伏安法（DPASV ）测定⽔样中微量铅⼀、实验⽬的1.初步掌握电分析化学实验的基本要求。
2. 了解微分脉冲伏安法的实验原理及操作。
⼆、实验原理阳极溶出伏安法是将待测离⼦先富集于⼯作电极上，再使电位从负向正扫描，使其⾃电极溶出，并记录溶出过程的电流—电位曲线。
这种阳极溶出的电压—电流曲线，波形⼀般呈倒峰状。
在⼀定条件下，其峰⾼与浓度呈线性关系，⽽且不同离⼦在⼀定的电解液中具有不同的峰电位。
因此，峰电流和峰电位可作为定量和定性分析的基础。
⽬前溶出伏安法可测定的元素很多，有40种元素可⽤阳极溶出伏安法测定，测定浓度可低达10-11mol/l 。
由于该⽅法所⽤仪器设备简单、操作⽅便，在超纯物质分析、环境监测分析中得到了⼴泛的应⽤。
微分脉冲伏安法是⽬前伏安⽅法中灵敏度最⾼的⽅法之⼀，能检测10-8三、实验仪器及试剂mol/l 的物质。
在直流线性扫描电压上迭加2~100mV 的脉冲电压。
脉冲电压的持续时间为4~80ms 。
在脉冲后期测量电解电流，使⼲扰的电容电流和其他噪⾳电流充分衰减，从⽽极⼤的提⾼了实验的灵敏度并同时降低了检测限。
CHI660或830电化学分析仪、集成化薄膜三电极系统、铂电极、⽢汞电极（外加盐桥饱和KNO 3溶液）。
镀汞液：160mg/l HgCl 2(0.01MHCl)；铅储备液(10mg/lPb 2+四、实验步骤)；标准铅溶液(0-60µg/dl)（临⽤前新配）；25ml 烧杯。
1．集成化薄膜电极的电化学制备将集成化薄膜电极依次⽤蒸馏⽔超声洗涤，取出后在室温晾⼲，备⽤。
Ag-AgCl 电极制备：以⾦环电极为⼯作电极，铂电极为对电极，⽢汞电极为参⽐电极（外加盐桥饱和KNO 3溶液），以10ml 的5mmol/LAgNO 3原位沉积汞膜电极制备：取50µl 镀汞液滴加在集成化薄膜电极表⾯，连接电化学分析仪，以⾦盘电极为⼯作电极、⾦环电极作对电极、银-氯化银电极作溶液为⼯作溶液，采⽤恒电位安培法，⼯作电位为-0.4V ，电化学沉积100s （注意整个反应要避光进⾏）。
阳极溶出伏安法测定溶液中的金属铜离子的含量(精)
大
学
通
用
87.5 问题讨论
化
学
（1）如何选择沉积电位和沉积时间？
实
验
（2）清洗电位和清洗时间的选择是否会影响实验准 技
术
确性？
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在线答疑：zym963@ yangbingscut@
中 的 金 属 铜 离 子 的 含 量
阳 极 溶 出 伏 安 法 测 定 溶 液
中 的 金 属 铜 离 子 的 含 量
阳 极 溶 出 伏 安 法 测 定 溶 液
在线答疑：zym963@ yangbingscut@
大 学 通 用 化 学 实 验 技 术
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可用阳极和阴极溶出伏安法测定的元素有40种左右，能用溶出伏安法测定的 元素(蓝色部分)
中 的 金 属 铜 离 子 的 含 量
化
学
(1)清洗电位和清洗时间要确保电极表面在整个实 实
验
验中，电极表面状态一致。
技
术
(2)在整个实验中，溶液搅拌状态尽量保持一致。
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中 的 金 属 铜 离 子 的 含 量
阳 极 溶 出 伏 安 法 测 定 溶 液
中 的 金 属 铜 离 子 的 含 量
阳 极 溶 出 伏 安 法 测 定 溶 液
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大
学
通
(2) 实验操作
用
化
将修饰好的玻碳电极置于一定pH 1.98的B-R缓冲溶 学
实
液中，电极测定Cu2+（10-7 mol·L-1，2×10-7 mol·L-1 ， 验
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流通电解池—连续介质交换差示脉冲阳极溶出伏安法...
流通电解池—连续介质交换差示脉冲阳极溶出伏安法...
王富权;李顺玉
【期刊名称】《分析化学》
【年(卷),期】1992(20)2
【摘要】本文采用自制流通电解池,在盐酸溶液中富集Cd(Ⅱ),In(Ⅲ),经连续介质交换,在选定的乙二胺-氯化钠溶液中进行差示脉冲阳极溶出。
得到的镉、铟溶出峰△Ep≥100mV。
波形完好。
从根本上解决了盐酸溶液中Cd(Ⅱ)、In(Ⅲ)的阳极溶出峰相重叠的问题。
建立了一个灵敏、快速,同时测定镉、铟的分析方法。
【总页数】4页(P215-218)
【作者】王富权;李顺玉
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O614.242
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差分脉冲阳极溶出伏安法测定中药材样品中的铜铅镉_刘雄
中药是用于预防、治疗、诊断疾病并具有康复与保健作用 的物质，它对维护我国人民健康 、促进中华民族的繁衍昌盛做 出了重要贡献。有些中草药的有效成分和分子结构等也已经全 部或部分地研究清楚，但同时，中草药中的重金属含量也引起 ［1 ］ 了人们的关注 。 重金属在人体中富集，它在人体内能和蛋白质及酶等发生 强烈的相互作用，使其失去活性，也可能在人体的某些器官中 累积，造成慢性中毒，引起各种疾病，影响人的身体健康，其 中所包含的重金属包括铜 、 铅、 镉等，因此，对植物样品 中 铜、铅、镉含量的测定具有重要意义 。 目前，微量元素测定已经有比较成熟的分析方法，国内外 对植物样品中重金属元素的测定方法主要有火焰原子吸收光谱 ［2 ］ ［3 ］ ［4 ］ 法 、石墨炉原子吸收光谱法 、原子荧光光谱法 、 电感耦 ［5 ］ 合等离子体 － 原子发射法（ ICP － AES） 、电感耦合等离子体 － ［6 ］ ［7 － 8 ］ 质谱法（ ICP － MS） 、电化学分析法 等，电化学分析法具 有仪器简单，操作方便，灵敏度高，测定速度快等特点。 本文 用差分脉冲阳极溶出伏安法测定了几种药用植物中铜 、 铅、 镉 的含量，并对测试方法的实验条件进行优化 。
第 42 卷第 6 期 2014 年 3 月
广 州 化 工 Guangzhou Chemical Industry
Vol. 42 No. 6 Mar. 2014
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差分脉冲法2+2+阳极溶出伏安2+Cd ZnPb 定溶液中测魏双李红欣名：姓13-1应用化学级：教师：宋杨张宝峰溪晓田指导摘要随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。
因此，重金属的检测显得尤为重要。
电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。
本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。
详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。
实验结果表明：在pH =4.8 缓冲溶液中，-1.4 V 恒电位下搅拌，静置10 s 后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V 左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。
在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。
关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统；锌；铅；镉。
1.1 重金属离子的危害重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。
随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。
2005 年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及20 1 2年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。
铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。
分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛【1-5 】。
应用于重金属的在线检测中2+2+)(Pb 作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作和铅金属离子镉(Cd) 的毒性主要来源于其模仿功Pb 其中用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。
．能，它可以占据细胞中Ca 依赖蛋白中Ca 的结合位点( 如钙调节蛋白和蛋白激[6]2+，可以导致肾功能失。
接触少量的C)，导致相应的生理功能不可修复Cd酶[7-9] 0 因此探索灵敏、调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病2+2+ 的含量具有重要意义0 Cd Pb 和快速和简单的分析方法对于精确监控1.2 检测方法研究进展目前通常使用的重金属检测方法一般有化学检测法和仪器分检测法．化学检测法通常是将待测样品与某种化学试剂直接发生化学反应，通过生成物的颜色。
生成物在溶液中的聚集状态来判断．为了保证分析方法的顺利完成和分析结果的可靠性，即既无检失又无过度检出，所用的化学反应必须符合下列要求：1，反应产物和反应过程必须具有良好的外显效果，这是定性检出的最关键问题，主要表现在视觉和嗅觉的可感知性上；2，反应要进行得相当完全，这种内部效果是外显效果的基础13，反应对某待检出离子是专属的或具有良好的选择性，即不受共存的其它离子的干扰．化学检测法往往受到反应灵敏度的影响，而灵敏度又往往受到反应时间、反应时的温度、试剂的浓度和溶液的PH值的影响.化学检测通常只能作为一种定性分析和常量分析．随着科学仪器和计算机技术的快速发展，仪器分析在现代分析测试中越来越显出其强大的作用. 仪器分析就是采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来确定物质的化学组成、成分含量及化学结构，并且各自形成比较独立的方法原理及理论基础的一类分析方法嗍. 重金属离子的定量检测一般包括下列方法：1，原子吸收光谱法，它是以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法，原子吸收光谱法是一种成分分析法，可对60 多种金属元素进行定量分析，其检测限可达ng/ml,相对标准偏差为1〜2%,该法主要用于低含量元素的定量检测；2，紫外可见分光光度法，利用重金属离子与显色剂发生配合作用形成有色配合物，在特点波长下，通过测童有色配合物的吸光度来测量重金属的含量.此外，通常认可的重金属分析方法还有：微谱分(MS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体(ICP)、X荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP —MS) 法等.不过，这些分析方法都要求借助比较贵重的仪器。
样品前期准备工作比较繁琐，现而近年来发展较快的电化学方法在重金属离予检测方面由于场检测难度较大等.其灵敏度高、仪器比较简单、操作方便，是一种很好的痕量分析手段而受到人们越来越多的青睐.本文就重点来介绍这种分析方法的原理和工作步骤。
1.3 金属检测的电化学方法电化学法是近年来发展较快的一种方法，它以经典极谱法为依托，在此基础上又衍生出示波极谱、阳极溶出伏安法等. 由于电化学法的检测限较低，测试灵敏度较高，值得推广应用.极谱分析法是捷克物理化学家海洛夫斯基1922年首先提出的一种电化学分析方法，由于其在发明和发展极谱分析过程的突出贡献而荣获 1 959年诺贝尔化学奖.自1925 年海洛夫斯基和方志益三制造出全世界第一台极谱仪以来，经过几十年的发展，极谱仪器和分析方法都有了长足的进展. 在仪器方面，已经从经典极谱发展到交流极谱、示波极谱、方波极谱和脉冲极谱等新的仪器品种；分析方法上，发展了极谱催化波、平行和H催化波、固定电极溶出伏安等新方法；电极材料方面，从开始的滴汞电极到悬汞电极、玻碳电极、银基汞膜电极、多孔电极和纳米材料电极等. 经典极谱中，每滴汞周期的电解电压变化只有约几个毫伏，电压变化小，每滴汞生成与滴落导致地充放电电流其数值只相当10-5mol/L离子还原所产生的电流.因此，经典极谱带有明显的局限性：严重影响对于微量或痕量组分的测定；经典极谱耗时较长，耗汞量较多；分辨率低，其要求相邻离子的半波电位相差要大于100mv 不可逆波产生干扰.阳极溶出伏安法是一种灵敏度很高、用于痕量组分的电化学分析法．溶出伏安法包含电解富集和电解溶出两个过程. 电解富集过程：将工作电极固定在产生极限电流电位上进行电解，使被测物质富集在电极上. 为了提高富集效果，可同时使电极旋转或搅拌溶液以加快被测物质快速达到电极表面. 富集物质的量取决于电极电位、电极面积、电解时间和搅拌速度等因素.溶出过程：在富集结束静止一段时间后，再在工作电极上施加一个反向电压进行电位扫描，使原来富集在电极上的物质重新氧化为离子进入溶液，在氧化过程中将产生氧化电流，记录下电压一电流曲线（即伏安曲线）.该曲线呈峰形，其峰值电流与溶液中被测离子的浓度成正比，这正是溶出伏安法进行定量分析的依据，而峰值电位可作为定性分，由于汞电极具[10-11] 析的有力证据.阳极溶出伏安法通常采用汞和汞膜电极.有较大的毒性[12-14] ，越来越多的研究工作致力于寻找新的电极体系如修饰电极等[15] .粉末微电极是用一般的粉末材料填人被腐蚀了的微盘电极空腔中制得的微电极.它是多孔电极与微电极的有机结合. 粉末微电极的端面具有微盘电极的直径以及表观面积，而粉层部分具有多孔电极的性质.因而，相对于平面微盘电极，粉末微电极的实际有效反应表面积显著提高. 相应地，粉末微电极上氧化还原电对的表观交换电流密度以及表观可逆性显著增加. 这些特征已成功地应用于化学电源、电催化以及生物电化学等领域C63.对于可以在电极表面富集（吸附或电化学沉积）的氧化还原电对，利用粉末微电极可以显著提高测量的灵敏度并且可以显著地改善电极反应的表观可逆性，这对于超电势大而引起电流峰值重叠的各氧化还原电对之间的分离十分有利[16-18] .利用粉末微电极检测污染水中重金属离子的含量，首先将粉末微电极固定在比各种离子还原电势稍负的电位位置进行恒电位还原一段时间，然后将电极电势向阳极方向扫描，由于电化学氧化反应速度较快在曲线上留下尖蜂，记录下电流一电位曲线，这就是重金属离子阳极溶出伏安曲线. 为了证实电极在溶液中的富集情况，我们可以通过延长电极在还原电势上的极化时间，如果发现线性扫描曲线上电流峰的峰电量与时间成正比，则表明金属离子的电化学还原产物在电极表面上发生了明显的富集. 其次，通过不同标准离子浓度的溶液作阳极溶出伏安曲线，作出离子浓度与峰电流的标准工作曲线.最后，对照标准工作曲线，只要测出待测水样中金属离子的峰电流值就可以得出该离子的度. 而根据蜂电流所对应的的峰电位的数值就可以找出该离子的归属. [19-20]2. 实验部分2.1 实验原理溶出分析法可分为阴极溶出分析法、阳极溶出分析法、电位溶出分析法和吸附溶出分析法。
本实验采用的是阳极溶出伏安法。
.即首先将工作电极控制在某一条阳极溶出伏安法的测定包含两个基本过程。
使被使被测定物质在电极上富集，然后施加线性变化电压于工作电极上，件下，根据溶出峰电流的大小来确测物质溶出，同时记录电流与电极电位的关系曲线，是通过计算电流逢高或者面积并且样品离子浓度的计算，定被测定物质的含量。
与相同条件下的标准溶液相比较得出。
2.2实验仪器及试剂2.2.1主要仪器生产厂家仪器名称型号上海精密科学仪器有限分析天平FA2004公司上海精密科学仪器有限JAC-1505P超声波清洗仪公司上海辰华仪器有限公司CHI832A电化学工作站.CHI104玻碳电极上海辰华仪器有限公司上海辰华仪器有限公司CHI115铂丝电极Ag-AgCl电极上海辰华仪器有限公司CHI电化学工作站参数设置 2.2.2-1.4 初始电位（E）（伏）0.3 终止电位（E）（伏）0.004 E ）（伏）电位增量（0.1 ）（伏）振幅（A0.03 （秒）脉冲宽度（W 0.06脉冲周期（P）（秒）10 ）（秒）Q静止时间0.001灵敏度（伏2.2.3实验中使用的主要试剂试剂名称纯度生产厂家氯化镉分析纯上海试剂厂上海试剂厂分析纯硝酸铅.分析纯上海试剂厂氯化锌上海试剂厂分析纯乙酸上海试剂厂分析纯无水乙酸钠2.3实验准备2.3.1玻碳电极预处理用去离子水将玻碳电极在鹿皮上抛光表面3min,再使用A12O3粉乳浊液抛光表面3min,然后用蒸馏水超声清洗1min,晾干待用。
232标准溶液配制镉标准溶液：称取0.4575g氯化镉，放入烧杯中，加入去离子水溶解，冷却移入250m L容量瓶，定容，摇匀，倒入试剂瓶中备用。
此溶液浓度为-2。
1x10mol/L 硝酸铅，放入烧杯中，加入去离子水溶解，冷铅标准溶液：秤取0.8281g1250ml 容量瓶中，定容，摇匀，倒入试剂瓶中备用。
此溶液浓度为却转移入-2 X10°mol/L 氯化锌，放入烧杯中不，加入去离子水溶解，0.3408g锌标准溶液：秤取1冷却转移入250ml容量瓶中，定容，摇匀，倒入试剂瓶中备用。
此溶液浓度为-2 o x10mol/LPH缓冲溶液：称取无水乙酸钠32.5g加水稀释，使用乙酸溶液调节溶液，冷却，后移入为4.8250m L容量瓶，定容，摇匀，最后倒入试剂瓶中备用。