碳纳米管修饰电极溶出伏安法检测重金属镉【字数：12221】
本文利用碳纳米管粉末混合壳聚糖修饰玻碳电极，修饰后对重金属镉进行简便的检测。本课题对分散剂进行选择，并用于分散碳纳米管粉末修饰玻碳电极，还优化了溶出伏安法检测镉离子的条件。优化的检测条件用2%的醋酸溶液与壳聚糖11混合之后，再与碳纳米管粉末11混合滴涂在电极表面，并且检测标准镉离子的过程当中的检测背景为pH=4.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液，参数设置为富集电位为-1.2v，富集时间为300s，静置时间为5s,起始电位为-1.2v，第一折返电位为 -0.3v.并且对一系列标准溶液检测得标准曲线方程为i=1.501×10-7c+5.561×10-7，线性相关系数为0.988，线性范围为5ppb- 150ppb，检出限为4ppb。
目 录
1. 前言 1
1.1 重金属污染的现状及危害 1
1.1.1 重金属污染的现状 1
1.1.2 重金属镉污染对人体的危害 1
1.2 重金属检测技术的研究与发展 1
1.3 碳纳米管 4
1.3.1 碳纳米管的简介 4
1.3.2 碳纳米管分散剂的介绍 4
1.4 电化学传感器 4
1.4.1 修饰电极电化学传感器的简介 4
1.4.2 碳纳米管修饰电极电化学传感器的简介 5
1.5 电化学溶出分析法 6
1.5.1 溶出分析法的简介 6
1.5.2 溶出伏安法在电化学领域的应用 8
1.6 本课题主要研究的内容和意义 8
2. 实验部分 9
2.1 实验概述 9
2.1.1 实验的药品及仪器 9
2.1.2 试剂配制 10
2.2 玻碳电极的处理 11
2.3 裸电极检测金属镉的过程 12
2.3.1 裸电极检测背景溶液 12
2.4 碳纳米管修饰电极检测镉离子的过程 13
2.4.1 壳聚糖—碳纳米管修饰电极的预处理 13
2.4.2 壳聚糖—碳纳米管修饰电极检测背景溶液 13
2.4.3 壳聚糖—碳纳米管修饰电极检测镉 13
3. 结果与讨论 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.1 标准镉离子检测条件的优化 15
3.1.1 不同富集的时间对修饰电极检测结果的影响 15
3.1.2 不同pH值条件对修饰电极检测结果的影响 15
3.1.3 不同修饰剂对修饰电极检测结果的影响 16
3.2 镉离子的检测 17
3.2.1 线性拟合图及检出限 17
4. 结论 19
参考文献 20
致谢 21
1.前言
1.1重金属污染的现状及危害
1.1.1重金属污染的现状
随着社会的不断发展，越来越多的重金属被应用在日常的生活当中，同时也带来很严重的重金属污染问题。在重多的污染物当中，危险废物是较为难处理的那一类，重金属污染物当中含有众多的重金属比如铜，锌，镉，铅等等，成分相对而言较为复杂。目前而言，我国乃至世界各国对于重金属污染物的处理仍然不是很先进，应用技术方面较为缺乏。可随着社会经济的高速发展，化工，冶炼等企业及部门都在产生越来越多的重金属污染物，重金属污染物的数量正在不断地增加[1]。和其他污染物不同的地方是重金属会对人们的生活环境造成较大的危害，继而就会导致治理被污染掉的环境难度增大。因而，要对重金属进行一定的资源化利用和处理，在这个过程当中就要对重金属的含量进行检测，看它是否超过了相关的标准及规定。
1.1.2重金属镉污染对人体的危害
比重在5以上的金属（一般来讲密度大于4.5g/cm3的金属）被称作为重金属。当前，主要有钙、锰、锌、铁、镉等。重金属镉会对土壤及水质造成污染，主要是由于农业中污水的排放，施肥以及汽车尾气排放等，镉污染变得越来越严重。由于不同地区所处的地质背景不同导致一些地区土壤中Cd背景浓度会偏高，它们的背景值呈现出不同差异主要是由于成土条件、气候、风化作用、钙离子作用、人类活动及其水热条件等[2]。我国大量施用含有重金属的农肥造成大面积的良田受到重金属Cd的污染，还有金属矿的开采和冶炼，电镀等等是重金属镉的主要人为污染因素。汽车废气的排放及大量的含镉废水排入河流也会加重镉污染的情况。镉的毒性较大，空气和食物被镉污染后再通过一些途径进入到人体内之后，就会对肺部造成一定的损伤。若这时再吸入镉蒸气，就会在48小时后出现胸闷，呼吸困难等等症状，日本就曾出现过重金属镉中毒所引起的“痛痛病”[3]。在国家规定饮用水的标准当中，镉的最高允许浓度为5ppb[4]。
1.2重金属检测技术的研究与发展
随着科技的高速发展，重金属检测已经成为相关研究人员所重视与研究的课题。常见的重金属检测方法主要有以下几种：酶抑制法，微生物法和电化学分析法[5]。
1.酶抑制法
酶抑制法的工作原理指的是运用一部分酶，并且要准确地找到酶的活性部位，让这个活性部位和重金属进行紧密地结合。部分酶的活性就会得到很大程度上的降低，此时再去仔细的观察背景物质和酶反应时候的现象，研究人员就可通过颜色，导电率以及PH的大致变化情况得出重金属的浓度[6]。
目前，酶抑制法当中经常被使用的酶就是过氧化物酶、磷酸酯酶这两种。但是随着研究人员不断地探究，类似于蛋白酶这样的酶在重金属检测当中也得到了一定程度的重用。相对其他的检测方法而言，酶抑制法是比较方便的，同时又可以进行无时差在线地测量[6]。但是往往因为重金属离子的种类是不一样的，就会造成酶的活性抑制的效应方面有着许多不同的现象，因此比较难用这个方法去测定单一的重金属。
2.微生物法
微生物检测法主要指微生物的数量和生理新陈代谢对环境当中的重金属检测带来许多未知的变化。事实上在固定的范围区间之内，一些细菌的发光强度是会随着重金属污染物的浓度变化继而发生相应变化的，且表现出良好的线性图示，也可以把重金属的污染物的浓度变化情况快速地表达出来。这种检测方法的优点是灵敏度高、速率快，与此同时它也有操作太过于复杂、误差过大的缺点等[7]。如果人们向环境当中放入过多的基因工程菌，那么对植物链当中的其他生物会造成一些不太好的影响，生态就会变得失衡。
目 录
1. 前言 1
1.1 重金属污染的现状及危害 1
1.1.1 重金属污染的现状 1
1.1.2 重金属镉污染对人体的危害 1
1.2 重金属检测技术的研究与发展 1
1.3 碳纳米管 4
1.3.1 碳纳米管的简介 4
1.3.2 碳纳米管分散剂的介绍 4
1.4 电化学传感器 4
1.4.1 修饰电极电化学传感器的简介 4
1.4.2 碳纳米管修饰电极电化学传感器的简介 5
1.5 电化学溶出分析法 6
1.5.1 溶出分析法的简介 6
1.5.2 溶出伏安法在电化学领域的应用 8
1.6 本课题主要研究的内容和意义 8
2. 实验部分 9
2.1 实验概述 9
2.1.1 实验的药品及仪器 9
2.1.2 试剂配制 10
2.2 玻碳电极的处理 11
2.3 裸电极检测金属镉的过程 12
2.3.1 裸电极检测背景溶液 12
2.4 碳纳米管修饰电极检测镉离子的过程 13
2.4.1 壳聚糖—碳纳米管修饰电极的预处理 13
2.4.2 壳聚糖—碳纳米管修饰电极检测背景溶液 13
2.4.3 壳聚糖—碳纳米管修饰电极检测镉 13
3. 结果与讨论 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3.1 标准镉离子检测条件的优化 15
3.1.1 不同富集的时间对修饰电极检测结果的影响 15
3.1.2 不同pH值条件对修饰电极检测结果的影响 15
3.1.3 不同修饰剂对修饰电极检测结果的影响 16
3.2 镉离子的检测 17
3.2.1 线性拟合图及检出限 17
4. 结论 19
参考文献 20
致谢 21
1.前言
1.1重金属污染的现状及危害
1.1.1重金属污染的现状
随着社会的不断发展，越来越多的重金属被应用在日常的生活当中，同时也带来很严重的重金属污染问题。在重多的污染物当中，危险废物是较为难处理的那一类，重金属污染物当中含有众多的重金属比如铜，锌，镉，铅等等，成分相对而言较为复杂。目前而言，我国乃至世界各国对于重金属污染物的处理仍然不是很先进，应用技术方面较为缺乏。可随着社会经济的高速发展，化工，冶炼等企业及部门都在产生越来越多的重金属污染物，重金属污染物的数量正在不断地增加[1]。和其他污染物不同的地方是重金属会对人们的生活环境造成较大的危害，继而就会导致治理被污染掉的环境难度增大。因而，要对重金属进行一定的资源化利用和处理，在这个过程当中就要对重金属的含量进行检测，看它是否超过了相关的标准及规定。
1.1.2重金属镉污染对人体的危害
比重在5以上的金属（一般来讲密度大于4.5g/cm3的金属）被称作为重金属。当前，主要有钙、锰、锌、铁、镉等。重金属镉会对土壤及水质造成污染，主要是由于农业中污水的排放，施肥以及汽车尾气排放等，镉污染变得越来越严重。由于不同地区所处的地质背景不同导致一些地区土壤中Cd背景浓度会偏高，它们的背景值呈现出不同差异主要是由于成土条件、气候、风化作用、钙离子作用、人类活动及其水热条件等[2]。我国大量施用含有重金属的农肥造成大面积的良田受到重金属Cd的污染，还有金属矿的开采和冶炼，电镀等等是重金属镉的主要人为污染因素。汽车废气的排放及大量的含镉废水排入河流也会加重镉污染的情况。镉的毒性较大，空气和食物被镉污染后再通过一些途径进入到人体内之后，就会对肺部造成一定的损伤。若这时再吸入镉蒸气，就会在48小时后出现胸闷，呼吸困难等等症状，日本就曾出现过重金属镉中毒所引起的“痛痛病”[3]。在国家规定饮用水的标准当中，镉的最高允许浓度为5ppb[4]。
1.2重金属检测技术的研究与发展
随着科技的高速发展，重金属检测已经成为相关研究人员所重视与研究的课题。常见的重金属检测方法主要有以下几种：酶抑制法，微生物法和电化学分析法[5]。
1.酶抑制法
酶抑制法的工作原理指的是运用一部分酶，并且要准确地找到酶的活性部位，让这个活性部位和重金属进行紧密地结合。部分酶的活性就会得到很大程度上的降低，此时再去仔细的观察背景物质和酶反应时候的现象，研究人员就可通过颜色，导电率以及PH的大致变化情况得出重金属的浓度[6]。
目前，酶抑制法当中经常被使用的酶就是过氧化物酶、磷酸酯酶这两种。但是随着研究人员不断地探究，类似于蛋白酶这样的酶在重金属检测当中也得到了一定程度的重用。相对其他的检测方法而言，酶抑制法是比较方便的，同时又可以进行无时差在线地测量[6]。但是往往因为重金属离子的种类是不一样的，就会造成酶的活性抑制的效应方面有着许多不同的现象，因此比较难用这个方法去测定单一的重金属。
2.微生物法
微生物检测法主要指微生物的数量和生理新陈代谢对环境当中的重金属检测带来许多未知的变化。事实上在固定的范围区间之内，一些细菌的发光强度是会随着重金属污染物的浓度变化继而发生相应变化的，且表现出良好的线性图示，也可以把重金属的污染物的浓度变化情况快速地表达出来。这种检测方法的优点是灵敏度高、速率快，与此同时它也有操作太过于复杂、误差过大的缺点等[7]。如果人们向环境当中放入过多的基因工程菌，那么对植物链当中的其他生物会造成一些不太好的影响，生态就会变得失衡。
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