【摘要】：氮、磷、硅是生物生長所必需的營養(yǎng)元素,以銨鹽,硝酸鹽,磷酸鹽,硅酸鹽等營養(yǎng)鹽的形式存在于水體中。水體中,特別是養(yǎng)殖水中,營養(yǎng)鹽含量超標(biāo)會引起水體富營養(yǎng)化造成水生生物大量死亡,形成環(huán)境污染,而其營養(yǎng)元素含量過低會降低水產(chǎn)量,海水中營養(yǎng)鹽含量變化同樣會影響海洋生物生產(chǎn)力。分析水體中氮、磷、硅等營養(yǎng)元素的含量具有重大的生態(tài)意義和經(jīng)濟意義。水體中營養(yǎng)鹽含量測定的傳統(tǒng)方法有分光光度法,離子色譜法,滴定法,氣相色譜法,熒光光度法,以及原子吸收光譜法等。這些方法具有操作繁瑣、耗時長、會產(chǎn)生有毒廢液等不足,最重要的是均需要采樣測量,且要求對水樣進行預(yù)處理,因此測量結(jié)果的準確度較差。電極法是目前新興的能夠?qū)崿F(xiàn)對水樣快速測量的簡便方法。本文主要制備了全固態(tài)電極,包括銀/氯化銀參比電極、銨離子電極、磷酸根電極、硅酸根電極,并研究了其探測性能。1.銀/氯化銀參比電極通過對比循環(huán)伏安法,恒電壓法和恒電流法制備的電極,選定恒電流法為電沉積氯化銀的最佳方法。制備過程中先在銀絲上電鍍一層粒徑為30-60 nm的銀微粒,能夠有效提高電極的靈敏度。沉積氯化銀后又在電極表面包覆一層聚丙烯腈薄膜,使得電極的抗硫性能和使用壽命都得到了有效改善。所制備的銀/納米銀/氯化銀/聚丙烯腈參比電極的能斯特斜率為58 mV/decade,響應(yīng)時間小于1 s,使用壽命長達2個月。2.銨離子電極以無活菌素為銨離子載體,采用西格瑪公司提供的商業(yè)配方配制敏感膜溶液,制備了結(jié)構(gòu)為銀/納米銀/聚苯胺/可溶聚苯胺/離子敏感膜的銨離子選擇性電極。該電極以銀絲為電極基材,以聚苯胺為固態(tài)電解質(zhì),增加的納米銀微粒層有利于提高電極的靈敏度,增加的2,5-二甲氧基苯胺有利于減小固體電解質(zhì)和離子敏感膜之間的層間導(dǎo)電屏障,增強電極的導(dǎo)電性。所制備的銨離子電極的能斯特斜率為55mV/decade,線性區(qū)間為10-1-10-4M,探測下限為10-4.7M,在線性區(qū)間內(nèi)電極的響應(yīng)時間小于1 s,適用pH范圍為2.6-10.1,使用壽命可長達3個月。3.磷酸根電極基于溶解/沉淀平衡的原理,以磷酸鑭為離子敏感膜,制備了斜率為22.17-24.04 mV/decade的銀/氯化銀+磷酸鑭無機膜磷酸根離子選擇性電極。以磷酸摻雜聚苯胺為離子敏感膜制備了金/聚苯胺/磷酸摻雜聚苯胺有機膜離子選擇性電極,此種電極既可以在淡水體系使用也可以在海水體系使用。在兩種體系中,電極的線性區(qū)間都為10-1-10-6 M,探測下限為10-6 M,電極響應(yīng)時間小于1秒。電極在含3.5%NaCl的10-3 M的KH2PO4溶液中12小時連續(xù)觀測的電勢漂移量小余0.05 mV/h,且在此溶液中電極的使用壽命大于40天。4.硅酸根電極以金絲為基材,在金絲表面電鍍納米鉛,然后將納米鉛轉(zhuǎn)化為氫氧化鉛,后在高壓釜中與偏硅酸膠體反應(yīng)生成硅酸鉛,最后在硝酸鉛溶液中浸泡除去硅酸鋇,從而制得了結(jié)構(gòu)為金/納米鉛/硅酸鉛的硅酸根離子選擇性電極。此種方法制備的電極在純水體系的硅酸鈉溶液中響應(yīng)斜率為29.98-30.99 mV/decade,符合能斯特方程。電極的響應(yīng)時間小于10秒,線性區(qū)間為10-1-10-5M,探測下限為10-5.35M.本文所制備的銀/氯化銀參比電極和銨離子、磷酸根、硅酸根離子選擇性電極都以金屬絲為基材,具有導(dǎo)電性好,體積小,耐高壓,耐腐蝕等特點。既可以取樣檢測也可以原位監(jiān)測,既可以單獨使用也可以在自制多參數(shù)電化學(xué)傳感器上集成,對水體中的多種化學(xué)成分同時測量�？梢栽诮�、河、湖、泊、海洋等天然水體,以及養(yǎng)殖水、工業(yè)廢水、城市污水等水體中進行應(yīng)用,能夠?qū)崿F(xiàn)對水體富營養(yǎng)化的有效預(yù)警,分析海洋水團及海水營養(yǎng)鹽運移的規(guī)律,監(jiān)測養(yǎng)殖水、排放水的水質(zhì),以便及時采取相應(yīng)的措施抑制水質(zhì)惡化。
[Abstract]:The invention relates to a method for preparing silver / silver chloride / silver chloride / polyacrylonitrile reference electrode by comparing cyclic voltammetry , constant voltage method and constant current method . A selective electrode of silver / silver chloride and lanthanum phosphate ion selective electrode with slope of 22.17 - 24.04 mV / decade is prepared by using lanthanum phosphate as an ion sensitive membrane . The electrode has a linear interval of 10 - 1 - 10 - 6 M and a detection limit of 10 - 5.35M . The electrode has a linear interval of 10 - 1 - 10 - 5M , and the detection limit is 10 - 5.35M .
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P734.44

【參考文獻】

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本文編號：2131020