一种硝基酚类污染物的电化学检测方法及检测仪技术

本发明专利技术公开了一种硝基酚类污染物的电化学检测方法及检测仪，电化学检测方法，包括步骤：１）取样并将样品放入装有工作电极、辅助电极、参比电极的样品池，通入氮气除氧；２）通过电化学分析仪在工作电极上加三角波电压，使工作电极上产生电流信号；３）电流信号通过电化学分析仪传送到计算机转化为数字信号，表现为在一定电位下出现明显的电化学氧化还原峰，该电化学氧化还原峰随着对硝基酚浓度的增加不断增大；４）将氧化峰和还原峰面积与对硝基酚的浓度分别作线性回归，根据回归方程计算对硝基酚的浓度。该方法用以纳米多孔金为电极的电化学传感器，具有可实时在线监测、灵敏高、高选择性的特点，同时该方法操作简单、维护方便、检测成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用纳米多孔金电极传感器检测仪对环境污染中的硝基酚类物质进行电化学检测的方法，属于水环境污染物的检测

技术介绍
硝基酚类化合物是难降解的有毒有机物，广泛用于农药、医药、染料、炸药以及橡胶工业生产中，其中4-硝基酚、2-硝基酚和2， 4-二硝基酚等由于毒性较大，被美国环保局(EPA)列为"优先控制污染物名单"。对含硝基酚类废水的检测已成为环境监测的研究重点，光度法和色谱法是当今较常用的方法。利用光度法测定水中的酚，主要采用4-氨基氨替比林-直接分光光度法，这种方法的缺点是所采用的试剂不稳定，当羟基对位或邻位有取代基时，有些取代基阻止显色反应，其选择性差、易受干扰，很难将各种异构体分别检测出来；色谱法是近几年广泛应用的测试手段，其虽然灵敏度高，但操作复杂、样品预处理繁琐，而且检测费用高，不能在线实时检测的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种硝基酚类污染物的电化学检测方法，该方法应用以纳米多孔金为电极的电化学传感器，具有可实时在线监测、灵敏高、高选择性的特点，同时该方法操作简单、维护方便、检测成本低。本专利技术的另一目的是提供一种硝基酚类污染物的电化学检测装置。本专利技术采取的技术方案为一种硝基酚类污染物的电化学检测方法，其特征是，包括以下步骤1) 取样并将样品放入装有工作电极、辅助电极、参比电极的样品池，通入氮气除氧；2) 通过电化学分析仪在工作电极上加三角波电压，使工作电极上产生电流信号；3) 电流信号通过电化学分析仪传送到计算机转化为数字信号，表现为在一定电位下出现明显的电化学氧化还原峰，该电化学氧化还原峰随着对硝基酚浓度的增加不断增大；4) 将氧化峰和还原峰面积与对硝基酚的浓度分别作线性回归，根据回归方程计算对硝基酚的浓度。所述的一种硝基酚类污染物的电化学检测方法，步骤3)所述的电化学氧化还原峰，当有对硝基酚存在时，在相对于饱和甘汞电极0.5V处的电位下出现，当有邻硝基酚存在时，在相对于饱和甘汞电极0.05V处的电位下出现。所述的一种硝基酚类污染物的电化学检测方法，步骤4)所述的回归方程，当对硝基酚浓度在0.25 10mgdm—s之间时，为Ap(r) = -0.15704C-0.02563Ap(o) = 0.14536 C + O細ll式中，Ap(r卜还原峰面积，Ap(o)—氧化峰面积，单位为l(T5Ccm—2(10—s库每平方厘米);C~p-NP的质量浓度，单位为mg dm、毫克每立方厘米)；回归系数分别为-0.99407和0.99528。实现本专利技术所述的一种硝基酚类污染物的电化学检测方法的电化学检测仪包括装有传感器的样品池、电化学分析仪、计算机、显示仪，电化学分析仪的输入端与传感器的输出端相连，电化学分析仪的输出端与计算机的数据处理程序相连，计算机的数据处理程序通过计算机的控制面板与显示仪相连，所述的传感器包括工作电极、参比电极、辅助电极，三者串联连接，且以纳米多孔金为工作电极。所述的样品池上设有进样器、出样口、氮气入口和氮气出口。所述的电化学分析仪上设有档位按钮并为传感器提供工作电压。所述的纳米多孔金工作电极，其表面为多孔海绵状结构，电极表面孔径控制为15nm，通过去合金法在浓硝酸中腐蚀金银合金的方法制得。本专利技术具有以下优点(1) 采用纳米多孔金作为传感器电极实现对硝基酚类污染物的电化学检测，该方法利用多孔电极结构具有易于吸附被检测物质、易于较快发生电子传递特点，提高了检测灵敏度。(2) 利用纳米多孔金工作电极检测对硝基酚时，邻硝基酚、间硝基酚、氯酚等与对硝基酚之间的电位相差较大的特点，实现了检测的高选择性。(3) 采用纳米多孔金作为工作电极，具有很好的重现性和稳定性，并且该传感器电极易清洗，耐用。(4) 用以纳米多孔金为工作电极的传感器检测水环境中的硝基酚类污染物的电化学方法，实现了在线检测，快速检测，整个检测过程在l个小时之内完成。(5)相对于色谱法具有成本低，无需进行预处理优点；相对于光度法，具有灵敏度高、选择性强的优点。附图说明图1 (a)为不同浓度的对硝基酚在纳米多孔金电极上的电化学循环伏安图；图1 (b)为氧化峰面积和还原峰面积与对硝基酚浓度之间的线性关系。图2(a)为制备的纳米多孔金工作电极扫描电镜照片；图2 (b)为检测后的纳米多孔金工作电极的扫描电镜照片。图3为本专利技术硝基酚类污染物的电化学检测方法的电化学检测装置结构图。其中1-进样器(上有活塞)，2-出样口 (上有活塞)，3-氮气入口 (上有活塞)，4-氮气出口， 5-辅助电极，6-工作电极，7-参比电极，8-档位按钮，9-电化学分析仪，10-计算机的数据处理程序，11-计算机的控制面板，12-显示仪。具体实施例方式本专利技术硝基酚类污染物的电化学检测方法的电化学检测仪，如图3所示，包括装有传感器的样品池、电化学分析仪9、计算机、显示仪12，电化学分析仪9的输入端与传感器的输出端相连，电化学分析仪的输出端与计算机的数据处理程序相连，计算机的数据处理程序通过计算机的控制面板与显示仪12相连，所述的传感器包括工作电极6、参比电极7、辅助电极5，三者串联连接，且以纳米多孔金为工作电极。所述的样品池上设有进样器l、出样口2、氮气入口3和氮气出口4。电化学分析仪上设有档位按钮8并为传感器提供工作电压。所述的纳米多孔金工作电极，其表面为多孔海绵状结构，电极表面孔径控制为15nm。实施例1通过进样器1将含对硝基酚的溶液进样到样品池中，以纳米多孔金为工作电极6，钿片作为辅助电极5，饱和甘汞为参比电极7，同时不断地从氮气入口 3通入氮气来排除氧气并使溶液充分混匀，与该三电极相连的为电化学分析仪9。在含对硝基酚的溶液中，通过电化学分析仪在纳米多孔金工作电极上加三角波电压，在_0.2-0.8V间进行循环伏安扫描，在纳米多空金工作电极6上会产生相应的电流信号，该电流信号通过电极线传输到电化学分析仪9上，通过放大，模数转换获得数字信号，该数字信号通过电缆被传输到计算机的数据处理程序10上，利用计算机的数据处理程序软件对电化学分析仪输出的信号进行分析计算，在0. 5V附近的电位下出现氧化还原峰，随着对硝基酚浓度的增大，氧化峰电流逐渐升高，见图1 (a)，图1 (b)为氧化峰面积和还原峰面积与对硝基酚浓度之间的线性关系图，当对硝基酚浓度在0.25~10 mg dnT3之间时，根据回归方程计算对硝基酚浓度Ap(r) = -0.15704C-0.02563Ap(o) = 0.14536 C+ 0.06911式中，Ap(r)—还原峰面积，Ap(o)—氧化峰面积，单位为10-SCcn^(10-5库每平方厘米)；Ci-NP的质量浓度，单位为mg dm、毫克每立方厘米)；回归系数分别为-0.99407和0.99528。最终从显示仪12上显示待测对硝基酚的浓度。权利要求1、一种硝基酚类污染物的电化学检测方法，其特征是，包括以下步骤1)取样并将样品放入装有工作电极、辅助电极、参比电极的样品池，通入氮气除氧；2)通过电化学分析仪在工作电极上加三角波电压，使工作电极上产生电流信号；3)电流信号通过电化学分析仪传送到计算机转化为数字信号，表现为在一定电位下出现明显的电化学氧化还原峰，该电化学氧化还原峰随着对硝基酚浓度的增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硝基酚类污染物的电化学检测方法，其特征是，包括以下步骤：　１）取样并将样品放入装有工作电极、辅助电极、参比电极的样品池，通入氮气除氧；　２）通过电化学分析仪在工作电极上加三角波电压，使工作电极上产生电流信号；　３）电流 信号通过电化学分析仪传送到计算机转化为数字信号，表现为在一定电位下出现明显的电化学氧化还原峰，该电化学氧化还原峰随着对硝基酚浓度的增加不断增大；　４）将氧化峰和还原峰面积与对硝基酚的浓度分别作线性回归，根据回归方程计算对硝基酚的浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄理辉，马厚义，刘召娜，孙国鹏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]