MWCNTs-IL-SPCE的制备及在铅镉分析中的应用研究

摘要

本文以多壁碳纳米管(MWCNTs)和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)做修饰剂,制备了一种新型多壁碳纳米管/离子液体/丝网印刷碳电极修饰电极(MWCNTs-IL-SPCE)。采用扫描电镜、循环伏安和交流阻抗对该修饰电极进行了表征,研究了铅镉离子在该修饰电极上的电化学溶出伏安响应,并用该修饰电极结合溶出伏安法测定食品样品中的铅镉含量。
　　 主要研究内容如下:
　　 1.多壁碳纳米管/离子液体/丝网印刷碳电极(MWCNTs-IL-SPCE)的制备和表征。0.02 g MWCNTs和300μL[BMIM]PF6可以很好的研磨成凝胶,该凝胶具有黏性,能在电极表面黏涂一层MWCNTs-IL薄膜。扫描电镜显示该凝胶能均匀黏涂在工作电极表面。修饰电极在K3[Fe(CN)6]溶液中的循环伏安和交流阻抗结果说明,MWCNTs-IL能加快电极表面电子转移速率。考察了铅镉离子在MWCNTs-IL-SPCE上的溶出伏安响应,发现有低浓度碘离子存在时,能有效提高铅镉的溶出峰,且溶出峰峰型尖锐、溶出曲线基线平稳。
　　 2.构建了MWCNTs-IL-SPCE差分脉冲溶出伏安法检测铅的方法。优化差分脉冲溶出伏安的测定条件:电解质溶液为0.1 mol/LNaAC-HAC缓冲液,pH值4.5,I-浓度为0.006 mol/L,沉积电位-1.1V,沉积时间240 s。在此优选条件下得到的线性范围为2～600μg/L,回归方程为Y(μA)=0.23004+0.01965X(μg/L),相关系数R为0.99926,检出限0.63μg/L。用该方法结合二次加标对茶叶中的痕量铅进行了测定,测量结果与ICP-MS测定值进行t检验,无显著性差异。
　　 3.构建了MWCNTs-IL-SPCE方波溶出伏安法检测镉的方法。优化方波溶出伏安的测定条件:电解质溶液为0.1 mol/L,NaAC-HAC缓冲液,pH值4.5,I-浓度为0.004.mol/L,沉积电位-1.0 V,沉积时间300 s。在此优选条件下得到的线性范围为10～500μg/L,回归方程为Y(μA)=-0.45448+0.08275X(μg/L),相关系数R为0.99886,检出限1.17μg/L。用该方法结合二次加标对干食用菌中的痕量镉进行了测定,测量结果与ICP-MS测定值进行t检验,无显著性差异。
　　 4.初步研究了MWCNTs-IL-SPCE线性扫描溶出伏安法同时检测铅镉的方法。虽然线性扫描溶出伏安法灵敏度不够高,但分辨率高,两溶出峰可以很好的分开。优化线性扫描溶出伏安的测定条件:电解质溶液为0.2 mol/L NaAC-HAC缓冲液,pH值4.6,I-浓度为0.02mol/L,沉积电位-1.1 V,沉积时间300 s。
　　 上述建立的两种方法灵敏度高、重现性好,可用于食品中痕量铅镉简单、经济的检测。