丝网印刷电极溶出伏安法快速测铅【字数：13460】
本文使用溶出伏安法对丝网印刷电极检测重金属铅进行实验探究，同时对检测过程进行一定程度的优化。实验得出丝网印刷电极测铅离子的具体检测条件如下，用pH为7.5的PBS对丝网印刷电极进行预处理，然后用pH=4的醋酸-醋酸钠缓冲液配制成浓度为0.01mol·L-1的碘化钾溶液作为背景溶液检测铅标准溶液，检测时的主要参数为富集电位是-1200mV，富集时间是200s，静置时间是10s，起始电位是-1200mV，终止电位是-300mV。对一系列标准溶液进行检测，进行实验结果数据分析，得到线性方程为I=5.7347×10-7C+2.7362×10-7，线性拟合度为0.9975，检验范围为1ppb-160ppb，检出限为0.3ppb。
Key words: Screen printing electrode;Stripping voltammetry;Lead 目 录
1.前言 1
1.1重金属的污染和危害 1
1.2丝网印刷电极论述 1
1.2.1丝网印刷技术以及运用 1
1.2.2丝网印刷技术的发展 3
1.2.3丝网印刷技术的应用 5
1.3电化学论述 6
1.3.1 在检测重金属中的应用 6
1.3.2 溶出伏安法原理 6
1.3.3 铅检测研究方法 7
1.4本课题研究内容和意义 8
2.实验部分 9
2.1实验概括 9
2.1.1实验主要药品与仪器 9
2.1.2试剂的配制 10
2.2丝网印刷电极的预处理及制作 11
2.2.1丝网印刷电极的制作 11
2.2.2丝网印刷电极预处理 12
2.3丝网印刷电极检测铅离子 13
2.3.1差示脉冲溶出伏安法检测铅离子 13
3. 结果与讨论 15
3.1电极预处理过程优化 15
3.2丝网印刷电极检测重金属铅条件优化 17
3.2.1背景溶液pH的选择 17
3.2.2空白背景溶液的修饰 20
3.2.3丝网印刷电极镀铋优化 21
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网印刷电极对重金属铅离子的检测分析 22
3.3.1铅离子的检出限以及线性范围 22
3.3.2重复性检测 24
4. 结论 25
参考文献 26
致谢 28
前言
1.1重金属的污染和危害
目前，环境污染问题的解决一直是一个迫在眉睫的事情，受到人们的广泛关注。在众多污染当中重金属污染问题首当其冲，重金属污染的生物毒性极大，容易致癌，还难以被降解，极易被生物富集，严重影响人类健康。
重金属通常都具有十分强大的毒性，会产生重金属污染。重金属容易进入土壤和水源中，而土壤和水源和人们的生活、工作联系十分紧密。水中的动植物在重金属含量达到一定限度之后会受到严重的侵害，而人作为在食物链最顶端的生物，最终都将对人类健康造成一定的影响。土壤污染危害也十分严重，对于渗入其中的重金属，土壤没有办法将其降解，并且人力也很难将两者进行分离，对于已被污染的土壤要将其修复完好需要花费的成本也很高。重金属中毒性比较大的一种就是铅金属，人体对于进入体内的铅难以将其排出体外，从而对人的脑细胞造成严重伤害，特别是在胎儿的发育过程中，铅对于婴儿的神经系统有着很大的伤害[1]。
1.2丝网印刷电极简介
丝网印刷电极是运用了丝网印刷技术和一种被称作酶电极的物质结合之后创造出的一种电极，丝网印刷电极还可以用作微型反应池。丝网印刷电极的厚度大多在几微米到一百微米的范围内，属于微米量级，丝网印刷电极也被称为厚膜电极[2]。丝网印刷电极具有很多优点，如简单、高效、检测结果的重复性高等，因此已经在批量生产中[3]。
1.2.1丝网印刷的技术以及运用
1、电极材料组成
丝网印刷电极不是由单一成分组成，一般含有三个电极，分别称为工作、对电极和导电轨。此外，工作电极又由金属电极和碳电极两个部分组合而成。
碳电极由于其材料价格低廉、制作过程比较简单，在市场上的应用范围比金属电极更加宽泛，碳电极的印刷油墨主要是碳浆，由石墨粉和一些疏水性的粘合剂组合而成。
金属电极通常用的电极材料是金膏，金电极就是用金膏制作而成的金属电极的名称。在金电极中含有一种导电性能十分良好的强金硫键，化学性质也十分稳定。此外，自组装层容易在金电极的表面产生，对电极表面含硫物质的连接以及保持生物的活性十分有利。可以在很大幅度的程度上提高检测的灵敏度以及操作的便捷性，不过比较高的成本限制了金电极的应用范围。
对电极的电极材料通常和工作电极一样。参比电极主要是运用铝、氯化铝的混合油墨来制备，导电轨的材料通常是银浆。此外，在丝网印刷电极的制备中，银也是除碳之外常用的材料[4]。
2电极基底
丝网印刷电极基底可以使用的材料种类十分繁多，因为塑料和陶瓷的来源比较广泛，价格也比较低廉，并且具有疏水性强、惰性大、使用的范围广等特点，所以成为了最普遍使用的两种材料。除此之外，还有一些比较常用的柔性基底材料如纸张和布匹等，柔性基底的使用也给丝网印刷电极带来了一些比较具有创新意义的设计。
陶瓷
陶瓷是一种较有代表性的硬性材料，有耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性，比较适合用于金属电极的基底。但是由于陶瓷的硬度比较大而且韧性也比较差，在使用过程中与电子设备的兼容性上比较差。
塑料
塑料具有质地较轻、耐酸碱性好、价格低廉等特点，虽没有陶瓷的耐温性能好，但它具有比陶瓷更好的韧性。目前，市场上较为常用的塑料材料类型有为：聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚碳酸酯等。
（3）纸张
Key words: Screen printing electrode;Stripping voltammetry;Lead 目 录
1.前言 1
1.1重金属的污染和危害 1
1.2丝网印刷电极论述 1
1.2.1丝网印刷技术以及运用 1
1.2.2丝网印刷技术的发展 3
1.2.3丝网印刷技术的应用 5
1.3电化学论述 6
1.3.1 在检测重金属中的应用 6
1.3.2 溶出伏安法原理 6
1.3.3 铅检测研究方法 7
1.4本课题研究内容和意义 8
2.实验部分 9
2.1实验概括 9
2.1.1实验主要药品与仪器 9
2.1.2试剂的配制 10
2.2丝网印刷电极的预处理及制作 11
2.2.1丝网印刷电极的制作 11
2.2.2丝网印刷电极预处理 12
2.3丝网印刷电极检测铅离子 13
2.3.1差示脉冲溶出伏安法检测铅离子 13
3. 结果与讨论 15
3.1电极预处理过程优化 15
3.2丝网印刷电极检测重金属铅条件优化 17
3.2.1背景溶液pH的选择 17
3.2.2空白背景溶液的修饰 20
3.2.3丝网印刷电极镀铋优化 21
3.3丝 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
网印刷电极对重金属铅离子的检测分析 22
3.3.1铅离子的检出限以及线性范围 22
3.3.2重复性检测 24
4. 结论 25
参考文献 26
致谢 28
前言
1.1重金属的污染和危害
目前，环境污染问题的解决一直是一个迫在眉睫的事情，受到人们的广泛关注。在众多污染当中重金属污染问题首当其冲，重金属污染的生物毒性极大，容易致癌，还难以被降解，极易被生物富集，严重影响人类健康。
重金属通常都具有十分强大的毒性，会产生重金属污染。重金属容易进入土壤和水源中，而土壤和水源和人们的生活、工作联系十分紧密。水中的动植物在重金属含量达到一定限度之后会受到严重的侵害，而人作为在食物链最顶端的生物，最终都将对人类健康造成一定的影响。土壤污染危害也十分严重，对于渗入其中的重金属，土壤没有办法将其降解，并且人力也很难将两者进行分离，对于已被污染的土壤要将其修复完好需要花费的成本也很高。重金属中毒性比较大的一种就是铅金属，人体对于进入体内的铅难以将其排出体外，从而对人的脑细胞造成严重伤害，特别是在胎儿的发育过程中，铅对于婴儿的神经系统有着很大的伤害[1]。
1.2丝网印刷电极简介
丝网印刷电极是运用了丝网印刷技术和一种被称作酶电极的物质结合之后创造出的一种电极，丝网印刷电极还可以用作微型反应池。丝网印刷电极的厚度大多在几微米到一百微米的范围内，属于微米量级，丝网印刷电极也被称为厚膜电极[2]。丝网印刷电极具有很多优点，如简单、高效、检测结果的重复性高等，因此已经在批量生产中[3]。
1.2.1丝网印刷的技术以及运用
1、电极材料组成
丝网印刷电极不是由单一成分组成，一般含有三个电极，分别称为工作、对电极和导电轨。此外，工作电极又由金属电极和碳电极两个部分组合而成。
碳电极由于其材料价格低廉、制作过程比较简单，在市场上的应用范围比金属电极更加宽泛，碳电极的印刷油墨主要是碳浆，由石墨粉和一些疏水性的粘合剂组合而成。
金属电极通常用的电极材料是金膏，金电极就是用金膏制作而成的金属电极的名称。在金电极中含有一种导电性能十分良好的强金硫键，化学性质也十分稳定。此外，自组装层容易在金电极的表面产生，对电极表面含硫物质的连接以及保持生物的活性十分有利。可以在很大幅度的程度上提高检测的灵敏度以及操作的便捷性，不过比较高的成本限制了金电极的应用范围。
对电极的电极材料通常和工作电极一样。参比电极主要是运用铝、氯化铝的混合油墨来制备，导电轨的材料通常是银浆。此外，在丝网印刷电极的制备中，银也是除碳之外常用的材料[4]。
2电极基底
丝网印刷电极基底可以使用的材料种类十分繁多，因为塑料和陶瓷的来源比较广泛，价格也比较低廉，并且具有疏水性强、惰性大、使用的范围广等特点，所以成为了最普遍使用的两种材料。除此之外，还有一些比较常用的柔性基底材料如纸张和布匹等，柔性基底的使用也给丝网印刷电极带来了一些比较具有创新意义的设计。
陶瓷
陶瓷是一种较有代表性的硬性材料，有耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性，比较适合用于金属电极的基底。但是由于陶瓷的硬度比较大而且韧性也比较差，在使用过程中与电子设备的兼容性上比较差。
塑料
塑料具有质地较轻、耐酸碱性好、价格低廉等特点，虽没有陶瓷的耐温性能好，但它具有比陶瓷更好的韧性。目前，市场上较为常用的塑料材料类型有为：聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚碳酸酯等。
（3）纸张
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