基于三电极的便携式重金属离子检测仪研制与应用

该文研制了一种小型化重金属离子检测仪。该仪器具有高精度、稳定、便携等优点,能够精准输出-2.5~+2.5V范围内的激励信号,通过调节8种不同的增益,可检测pA~mA范围内的电流,满足痕量重金属离子的检测需求。验证了检测仪的4项硬件参数性能,包括：激励信号输出精度、恒电位电路的稳定性、微小电流检测的准确性以及整体伏安性能测试。电化学性能通过在铁氰化钾溶液中以不同扫描速率的循环伏安实验进行验证,得出峰值电流高度与扫描速率的平方根呈线性关系,相关系数（r²）均大于0.99。以未经修饰的丝网印刷金电极作为传感器,采用方波阳极溶出伏安法（SWASV）检测Pb²⁺,得到10~100μg/L质量浓度范围内的校准曲线,检出限达0.295μg/L,且重复性良好。通过与台式电化学分析设备GamryReference600+进行比较,得到近乎一致的校准曲线,r²分别为0.9989和0.9991,体现了所研制仪器的可靠性。该仪器在提供强大的检测性能和可靠性的同时,实现了低成本和便携性,可用于环境水体中重金属离子的现场检测。     

基于电化学生物传感器的重金属离子检测研究进展

电化学生物传感器是基于抗原抗体、酶、核酸适配体、蛋白质、细胞等各种生物成分建立的电化学方法,由于这些生物成分具有强的特异性,决定了电化学生物传感器具有高选择性。同时该方法还具有便捷快速、灵敏、操作简单等优点,已经被广泛应用于污染物重金属离子的检测,并具有良好的应用前景。本文综述了近年来基于各种生物成分的电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用,并对该领域未来的发展趋势做了展望。     

纳米材料修饰电极在重金属离子检测中的应用

本文介绍了近年来纳米材料修饰电极在重金属离子检测中的研究现状,分析了这些修饰电极的特点,重点阐述了纳米材料在重金属离子检测中的重要作用,列举了一些纳米材料修饰电极在重金属离子检测中的应用,最后对纳米材料修饰电极用于重金属离子的检测研究进行了简要评述和展望。     

茶叶对水中重金属离子吸附性能的研究

本文探讨了用甲醛处理过的茶叶对水中Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni等离子的吸附性能,绘制出吸附等温线,并由Langmuir曲线求出吸附平衡常数b及饱和吸附量q_∞。由Freundlich式求出两个经验常数k和I/n。初步分析了吸附机理。进行了处理茶与未处理茶及活性炭的比较。考察了pH及氨水、抗坏血酸,EDTA等络合剂存在时处理茶对重金属离子吸附能力的影响。用原子吸收测定6～8次,各离子相对标准偏差为0.7～3.5％。     

交联壳聚糖对重金属离子吸附性能的研究进展

壳聚糖分子中含有大量的氨基和羟基,可以进行多种化学改性.本文综述了四类交联剂(醛类、环氧氯丙烷、聚乙二醇类以及冠醚)交联壳聚糖对重金属离子的吸附研究进展.从吸附剂在酸性条件下的稳定性、对某种或者某些离子的选择吸附性能、吸附容量以及可再生能力等方面讨论了各种吸附剂的性能.此外,加强吸附机理研究是今后研究的方向之一.     

凹凸棒土应用于重金属离子吸附剂的研究

以新型无机矿物材料凹凸棒土作为吸附剂处理废水中的重金属离子。通过扫描电镜、红外光谱及等温吸附-脱附曲线对凹凸棒土进行了表征,并阐述了凹凸棒土对重金属离子的可能吸附机理。在室温下,分别将0.05g凹凸棒土投入初始质量浓度为500mg.L-1的Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的溶液中,凹凸棒土对上述离子的平衡吸附量分别高达99、56、117、198mg.g-1。结果表明,用凹凸棒土吸附废水中的重金属离子切实可行、经济有效。     

重金属离子刺激主动脉平滑肌细胞的增殖

用重金属离子Cd~(2+),Pb~(2+)和Hg~(2+)替代培养液中的Ca~(2+),观察了家兔主动脉平滑肌细胞(ASMC)的增殖与钙调素(CaM)的关系。发现Cd~(2+),Pb~(2+)和Hg~(2+)均不同程度地刺激ASMC的增殖、增加G_1晚期CaM的含量和降低环核苷酸磷酸二酯酶的活性。实验提示重金属毒害可能与动脉粥样硬化和高血压的病因有关。     

基于脱氧核酶的重金属离子荧光生物传感器的研究进展

近年来,重金属离子造成严重的水体和土壤污染,极大威胁着人类健康。因此,开发快速简便的重金属离子检测新技术对于食品工业、环境监测等具有重要的意义。基于脱氧核酶的重金属离子荧光生物传感器因其灵敏度高、检测快速且能实时现场进行检测等优点引起国内外研究者的广泛关注。本文就近年来文献中报道的基于脱氧核酶的各类重金属离子荧光生物传感器的构建及其在实际中的应用进行了综述,并对其未来的发展前景进行了展望。     

基于表面增强拉曼光谱的重金属离子检测

以对巯基苯甲酸为拉曼标记和自组装修饰分子, 在光亮金基底上修饰后作为检测基底, 在金纳米粒子表面修饰后获得具有表面增强拉曼光谱信号的标记金溶胶. 修饰的基底及纳米离子通过重金属离子与羧基端的配位而发生相互作用, 最终形成“金属基底-对巯基苯甲酸/重金属离子/对巯基苯甲酸-金属纳米颗粒”的三明治结构. 采用扫描电镜表征纳米粒子的组装及以表面增强拉曼光谱检测表面标记分子的信号, 以此实现重金属离子的检测. 以强螯合剂EDTA溶液淋洗三明治结构, 使重金属离子与金属基底以及纳米颗粒上的羧基的配位作用断裂, 获得可再次利用的修饰金基底.     

Performance Improvement of Acid Pretreated 3D-printing Composite for the Heavy Metal Ions Analysis

The performance enhancement of 3D-printed electrode comprised of polylactic acid (PLA) and graphite (Gr) doped with graphene oxide (GO) was studied to detect five heavy metal ions in trace level. The pretreatment of PLA/Gr/GO electrode with potential cycling in H₂SO₄ solution achieved the most sensitive response. The characteristics of the composite electrodes were verified using XPS, FE-SEM, EDXS, Raman, and impedance spectroscopy. The experimental variables affecting the response current were optimized with respect to pH, deposition time, ratio of PLA/Gr/GO, and supporting electrolytes. The pretreated 3D-PLA/Gr/GO electrode showed a wide dynamic range from 0.5 ppb to 1.0 ppm with low detection limits of 0.039–0.13 ppb. The reliability of the PLA/Gr/GO electrode was evaluated by analyzing the reference samples of European Reference Materials.     

水体中重金属离子的检测方法研究进展

对应用于水体中重金属离子含量的检测方法如络合滴定法、分光光度法、化学发光法、电化学分析法、色谱法、光谱法和质谱法等得现状(主要在1985～2010年间发表的文献)及相关的原理和方法的特点作了综述(引用文献共61篇)。     

水中重金属离子电富集样品处理技术

提出了一种低浓度重金属离子溶液的快速富集净化处理方法。目标金属离子首先络合为负离子,在正电压牵引下,金属络合离子到达离子膜表面,在膜表面阴离子层吸引下通过阳离子交换膜,并在受体溶液中再次络合为阴离子络合物,在电场作用下向阳极区移动。富集电流为1.5mA,汞离子、镉离子的富集时间分别为20,60min,水样中汞离子、镉离子的富集倍数分别为10.5,3.2倍。本方法避免了液膜稳定性缺陷。     

粉末微电极溶出伏安法检测溶液中的重金属离子

本文利用粉末微电极技术得到了Hg2+、Pb2+、Cu2+及Cd2+的溶出伏安曲线,并分别检测了溶液中微量Hg2+、Pb2+、Cu2+及Cd2+的浓度,其测量灵敏度分别为:514.6μA/cm2·μmol·L-1、131.5μA/cm2·μmol·L-1、41.2μA/cm2·μmol·L-1和96.5μA/cm2·μmol·L-1;检出限分别为:5.0×10-7mol/L、5.0×10-7mol/L、1.0×10-6mol/L和2.0×10-6mol/L;线性检测范围分别为:3.4～10.9μmol/L、4.5～10.0μmol/L、2.9～10.0μmol/L和2.2～11.2μmol/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。     

CC Bonding of Graphene Oxide on 4‐Aminophenyl Modified Gold Electrodes towards Simultaneous Detection of Heavy Metal Ions

This paper studied the electrochemical sensors based on C? C bonding of graphene oxide (GO) on π‐conjugated aromatic group modified gold electrodes for simultaneous detection of heavy metal ions. For comparison, another sensing interface Au‐Ph‐NH‐CO‐GO, in which GO was modified to Au‐Ph‐NH₂ interfaces by amide bonding. On the basis of the principle of heavy metal ions complexation with oxygenated species on GO, the fabricated sensing interfaces were used for the simultaneous determination of Pb²⁺, Cu²⁺ and Hg²⁺. The performance of two sensing interfaces for simultaneous detection of three metal ions was compared. Au‐Ph‐GO sensing interface demonstrated higher sensitivity and better repeatability than Au‐Ph‐NH‐CO‐GO sensing interface.     

Potentiometric Sensing of Heavy Metal Ions Using a Novel Zeolite Y Membrane

The application of zeolite Y membranes to the potentiometric sensing of heavy metal ions is described. Membranes are prepared from a pressed disk of zeolite Y, treated using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a silica source. The resulting silica‐zeolite Y composite membranes are characterized by powder X‐ray diffraction, MAS NMR and their potentiometric response to cations with a diameter greater than the zeolite Y pore. The initial response to cadmium (Cd²⁺) and lead (Pb²⁺) ions obeys the Nernst equation, including appropriate corrections for non‐ideality, although the responses decay over a time‐scale of several hours for higher concentration ratios.     

羧基淀粉接枝聚合物对重金属离子的吸附速率方程

以Ｃｅ＾４＋为引发剂，将丙烯腈接枝到高交联淀粉上，接枝产物再经皂化水解制得水不溶性羧基淀粉接枝聚合物（简称羧基淀粉）。研究了羧基淀粉吸附重金属离子的动力学行为。实验结果表明，羧基淀粉吸附速率快，吸附平衡时间短，吸附量随时间的变化规律遵从Ｑ／Ｑ∞＝ａｔ（１＋ａｔ）方程。     

络合剂在超临界CO2络合萃取重金属离子中的研究进展

本文综述了络合剂在超临界CO2萃取重金属离子中的应用状况,分析并概括了不同类型络合剂在超临界CO2萃取重金属离子应用中的萃取范围、萃取效果以及优缺点,最后对络合剂的发展前景进行了展望。     

聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K2S2O8为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成P(AA-AM)水凝胶,通过正交实验优化了P(AA-AM)水凝胶的制备工艺.对制备的P (AA-AM)水凝胶进行了SEM和XPS分析,探讨了P(AA-AM)水凝胶对Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附等温线和吸附动力学行为,研究了P(AA-AM)水凝胶的粒径、吸附温度、pH值和重金属离子的初始浓度对P(AA-AM)水凝胶吸附性能的影响.实验结果表明,所制备的P(AA-AM)水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料,其表面的氨基和羧基残基能够与重金属离子发生螯合反应.减小P(AA-AM)水凝胶粒径、增大溶液pH值、升高吸附环境温度均有利于吸附反应的进行.粒径为0.097 ～0.15 mm的P(AA-AM)水凝胶粉末,在35℃、pH=5的条件下进行吸附等温线实验,得到水凝胶对重金属Cu2+,pb2+,Zn2+和Cd2+的理论最大吸附量分别为186,588,208和403 mg/g.P(AA-AM)水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型(R2＞0.98),吸附等温线符合Langmuir吸附等温线(R2＞0.95).干扰离子实验和理论模拟均证明P(AA-AM)水凝胶对pb2+具有良好的吸附性.     

水杨酸型螯合吸附材料对重金属离子的吸附性能

将5-氨基水杨酸接枝到PGMA/SiO2微粒的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)大分子链上,成功制备了一种新型螯合吸附材料ASA-PGMA/SiO2。采用静态法研究了ASA-PGMA/SiO2对重金属离子Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+的吸附性能,结果表明其对Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+具有很强的螯合吸附能力,吸附容量分别可以达到0.42、0.40、0.35、0.31mmol/g。体系的pH对吸附容量影响较大,吸附行为服从Langmuir和Freundlich吸附模型。使用0.1mol/L的盐酸溶液就可实现重金属离子的解吸。通过反复吸附-解吸实验证明ASA-PGMA/SiO2具有良好的重复使用性能。