络合离子吸附方波极谱法定量测定有机物含量

摘要

在NH3-NH4C1缓冲溶液中，非电活性的有机物VBl, VC不能在阴极上出现还原峰，无法用常规伏安法测定相应的含量。实验发现当加入Zn2+, Cd2+时，在阴极负向扫描曲线上出现新的还原峰，在固定金属离子浓度条件下，此类还原峰高与有机物的浓度成正比。利用这种络合离子吸附方波伏安法，可间接定量分析非电活性的有机物含量。对Zn2+,Cd2+与VB1.VC的络合吸附提出三种机理：第一种Zn2+, Cd2+与VB1体系，由于VB1中含有-CH2CH2-OH,-NH2,-S-,=N-,=N+＜基团，在阴极上吸附并与金属离子结合成络离子对或离子桥，这种结构激活了VB1，使其可以在阴极上还原，从而产生新的伏安峰，同时VB1还原态在阳极上氧化，发生循环催化，是一种新的络合吸附峰，其新峰电位对Zn2+主峰左移1000mV。第二种Cd2+-VC体系，由于形成的VC吸附膜与Cd2+形成络离子，阻止Cd2+的还原，VC浓度与峰电流呈反比。第三种Zn2+-VC体系，改变VC浓度Zn2+的峰电位电流都不变化，Zn2+不能激活吸附的VC，亦不能形成络离子阻止金属离子的还原。本方法拓宽了伏安法对于非电活性有机物质含量测定领域，对定量分析药物及化学试剂具有一定理论意义和应用价值。
　　 在NH3-NH4C1缓冲溶液中分别加入固定浓度的Cd2+、Zn2+后，Cd2+、Zn2+本身峰电位和峰电流不变，在-0.360V处出现了一个新还原峰，该还原峰峰高与VB1浓度呈正比，其线性范围分别是4.00×10-6～4.00×10-3mol/L和2.00×10-6～4.00×10-3mol/L，线性相关系数R分别为0.9997和0.9998。此吸附峰的峰形和重现性都很好。Cd2+、Zn2+可以作为测定VB1含量的络合离子。其中以Zn2+为络合离子峰形更好、更稳定，且线形范围较宽。
　　 VC溶液中加入Cd2+后，虽然不出现新峰，峰电位不变。VC浓度与Cd2+峰电流成反比，在-0.865V测定VC浓度，其线性范围是6.00×10-6～1.00×10-3mol/L,R为0.9987。
　　 当加入了Zn2+时，VC溶液峰电位、电流均不变，不能用于VC的分析。由于Cu2+的氧化性以及VC的强还原性，Cu2+与VC发生了氧化还原反应，VC浓度与Cu2+峰电流虽然也有反比关系，但Cu2+与VC混合的时间不易控制，稳定性较差，重现性不好，不能作为络合离子测定VC。
　　 本文还研究了方波极谱法的电化学参数如电位增量、方波周期、方波幅度和玻碳电极的镀汞次数，确定出最佳的实验参数。实验中分析了实际样品活肤胶囊中VB1和VC含量。在测定VB1和VC时加入10倍于VB1和VC的共存物质柠檬酸、DL-苹果酸、泛酸钙，在给定实验条件下均不影响测定。选择Zn2+作为络合离子，用标准加入法测定该活肤胶囊中VB1的含量为70.8mg/粒。选择Cd2+作为络合离子，用标准曲线法测定活肤胶囊中的VC的含量为40.6mg/粒，回收率为99.0％。
　　 烷基醇聚氧乙烯醚A-20是非电活性有机物，在0.2mol/LHCl溶液虽然未出现新的吸附峰，但Cd2+的还原峰峰电流与A-20浓度成反比。以Cd2+作为络合离子，用标准曲线法在-0.660V处测定纳米BaTiO3制备溶液中A-20的含量，回收率为94.5％。共存离子，如Ba2+,Ti4+,Ca2+,CO32-不干扰。其机理为：A-20吸附在电极表面，阻挡Cd2+的还原。在一定吸附时间内吸附时间越长，形成的吸附膜越厚，阻挡越严重。以Cd2+为络合离子，可准确测定非离子表面活性剂烷基醇聚氧乙烯醚含量，对控制溶液中纳米颗粒的形状和颗粒大小，有理论意义和应用价值。
　　 文中利用Cd2+对阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵的进行分析，阳离子表面活性剂的浓度和吸附时间对峰电流都有明显的影响。影响机理为：络合离子或配离子CdCl+和有机阳离子R+都在阴极上吸附，CdCl+吸附使峰电流增大，R+吸附使峰电流减小。两者为竞争过程，CdCl+吸附快，R+吸附为慢过程。通过Origin7.0非线性拟合给出了CdCl+与R+的促进因子和吸附常数。
　　 ip=8.415+(?)对复杂吸附过程峰电流可进行定量计算，拟合方程计算值与实际测定值非常吻合。该方法在-0.660V处测定苄基氯化铵变异系数为2.2％，加标回收率为96.8％，效果理想。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 方波伏安法原理

1.1.1 伏安分析法

1.1.2 方波伏安法

1.2 络合离子的吸附极谱法原理

1.2.1 吸附波

1.2.2 络合吸附波的研究进展

1.2.2 络合离子的峰电位移动

1.2.3 络合离子吸附方波极谱法测定有机物

1.3 维生素的分析

1.3.1 VB1和VC的作用

1.3.2 国内关于维生素VB1和VC分析方法的进展

1.3.3 国外关于维生素测定方法的进展

1.4 表面活性剂的分析

1.4.1 烷基醇聚氧乙烯醚在纳米材料制备中的作用

1.4.2 国内、外关于烷基醇聚氧乙烯醚测定方法的进展

1.4.3 阳离子表面活性剂的分析

1.5 本论文的研究目的及意义

1.5.1 本文的意义

1.5.2 本文解决的问题

第二章 络合离子吸附方波极谱法测定VC和VB1

2.1 实验仪器与试剂

2.1.1 实验仪器

2.1.2 实验试剂

2.2 实验操作

2.2.1 电极的制备

2.2.2 溶液的配制

2.2.3 方波伏安曲线的扫描

2.2.4 标准加入法测定活肤胶囊中VB1的含量

2.2.5 标准曲线法测定活肤胶囊中VC的含量

2.2.6 胶囊中其它共存物的干扰性实验

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 Cu2+作为络合离子测定VB1

2.3.2 Zn2+作为络合离子测定VB1

2.3.3 电化学参数对Zn2+测定VB1的影响因素

2.3.4 Cd2+作为络合离子测定VB1

2.3.5 电化学参数对Cd2+为络合离子测定VB1的影响

2.3.6 Cu2+存在时测定VC

2.3.7 Cd2+存在下测定VC

2.3.8 电化学参数对Cd2+存在下测定VC的影响

2.3.9 Zn2+存在下测定VC

2.3.10 干扰组分对VB1测定的影响

2.3.11 干扰组分对VC测定的影响

2.3.12 活肤胶囊中VB1含量的测定

2.3.13 活肤胶囊中VC含量的测定

2.4 第二章小结

第三章 吸附方波伏安法测定烷基醇聚氧乙烯醚

3.1 仪器与药品

3.1.1 实验仪器

3.1.2 实验试剂

3.2 实验方法

3.2.1 电极的制备

3.2.2 溶液的配制

3.2.3 方波伏安曲线的扫描

3.2.4 标准曲线法测定A-20的含量

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 Cd2+的方波曲线

3.3.2 A-20的方波伏安曲线

3.3.3 Cd2+作为络合离子测定A-20

3.3.4 吸附时间对Cd2+测定A-20的影响

3.3.5 干扰组分对A-20测定的影响

3.3.6 纳米BaTiO3制备溶液中A-20含量的测定

3.4 第三章小结

第四章 络合离子方波极谱法测定阳离子表面活性剂

4.1 实验仪器与试剂

4.1.1 实验试剂

4.1.2 实验仪器

4.2 实验操作

4.2.1 实验设备连接

4.2.2 电极的制备

4.2.3 溶液的配制

4.2.4 方波伏安法扫描伏安曲线

4.3 实验结果与讨论

4.3.1 十二烷基二甲基苄基氯化铵与Cd2+的伏安曲线

4.3.2 Cd2+为络合离子不同浓度DDBAC的伏安曲线

4.3.3 峰电流变化的机理探讨

4.3.4 CdCl+与R+的吸附模型设计及参数拟合

4.4 第四章小结

第五章 结论

参考文献

读学位期间发表的有关本课题的论文

致谢