发布时间 : 星期日 文章重金属的电化学检测技术与应用更新完毕开始阅读
使其具有优良的信噪比，成为一种更加灵敏的分析方法，能分析10-10一10-11M的微量元素。因此该法被广泛应用于微量元素和超微量元素分析中。
综上所述，原子吸收光谱、电感藕合等离子体原子发射光谱法、原子荧光虽都有各自的优点，但都存在所需设备价格昂贵，仪器维护费用较大等缺点，使得这些不能够得到普遍的应用，而光度法在同时测定多元素时，操作繁琐，检测限过高，这也限制了实际应用。近年来，随着计算机技术的飞速发展，电化学分析技术的灵敏度得到了大大提高，同时它还具备设备便宜，便于操作等特点，适合在各个层次中重金属元素的检测，因此，电化学分析方法在重金属分析中必将发挥更为重要的作用。
4 重金属的电化学检测技术
电化学分析法应用于检测重金属主要包括伏安法、极谱法、电位分析法、电导分析法等。
4.1 伏安法和极谱法【6,7】
伏安法和极谱法都是通过电解过程中所得到的电流一电位(电压) 或电位一时间曲线进行分析的方法。1922 年，J.H eyrovsky通过研究滴汞电极在电解时得到的电流i 与电压E 的关系曲线，即极化曲线，进行物质的定性及定量分析，所得极化曲线称为极谱，这类分析方法称为极谱法。伏安法是从电化学分析中的极谱法发展起来的。它们的区别在于伏安法使用的极化电极是固体电极或表面不能更新的液体电极，而极谱分析法使用的是表面能够周期更新的滴汞电极。近二十年来，由于脉冲极谱法、示波极谱法以及半微积分极谱法的兴起，尤其是极谱催化波、络合吸附波和溶出伏安法的成功应用，极谱法和伏安法在重金属痕量分析方法中占有越来越重要的地位。伏安法的优势在于它的极其低的检测下限，它的多元素识别能力和它适用于在线、现场运用。伏安法通过激励电压，测量响应电流，记录电流i 与电压E 的函数曲线来进行物质分析。在伏安法中作为定量分析的参数一般取有限电流值， 电压波形可以是线性、脉冲、正弦或方波等各种复合形式，而激励电压的扫描方向可正可负。伏安法一般包括阳极溶出伏安法、阴极溶出伏安法、吸附溶出伏安法等。
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4.1.1 阳极溶出伏安法【9,10】
阳极溶出伏安法的原理为被测物质在恒电位及搅拌条件下预电解数分钟后让溶液静止30一60s，然后从负电位扫描到较正的电位，使富集在电极上的物质发生氧化反应而重新溶出，该方法称为阳极溶出伏安法。它是一种很灵敏的分析方法，检测限可达10-11mol/l。C.Locatelli[11]采用方波阳极溶出伏安法，汞电极为工作电极检测肉类、谷类植物和土壤中的Cu(II)、Cr(VI)、Ta(I)、pb(II)、Ti(II)、Sb(III)、Zn(II)各种离子;利用HCI-HNO3一H2SO4酸化法消解肉类和谷类植物，HCI-HNO3用作消解土壤，pH=6.2或8.3的二盐基柠檬酸按为电解质;采用该方法应用于检测实际样品具有非常好的准确度和重现性，相对标准偏差均在3一5%,检测限为0.011一0.103ug/g,结果令人满意。
4.1.2 阴极溶出伏安法【12,13】
阴极溶出伏安法预电解时，在恒电位下，工作电极M本身发生氧化还原反应。从而使被测阴离子形成难溶化合物，富集在电极上，预电解一定时间后，电极电位向较负的方向扫描，电极上发生还原反应。这种方法称为阴极溶出伏安法.N .Yu
kio 等人【14】报道了以秘膜修饰热解石墨电极为工作电极，采用方波阴极吸附溶出伏安法应用于检测痕量As(III)，As(III)的存在有利于增强由Se(IV)引起的催化氢波，根据氢波电流计算As(III)的浓度。在沉积时间30s和10s时，检测As(III)浓度范围分别为0.01一1.0ug/L 和1.0一12.0ug/L，检测限低至0.7ng/L，该方法成功应用于天然水中痕量As(III)的检测。
4.1.3 吸附溶出伏安法【15,16】
吸附溶出伏安法是高灵敏度的电分析方法. 其原理是待测离子与配合剂形成配合物，吸附在工作电极表面，从而起到富集作用，然后用氧化或还原的伏安方式测定该待测离子。吸附溶出伏安法具有多样性，连同电极设计处理方面的改进，以及计算机实现的自动控制，使得吸附溶出伏安法在痕量元素分析方面得到了广泛的应用。
4.2 电位分析法【17-19】
电位分析法是在通过电池的电流为零的条件下测定电池的电动势或电极电位，从而利用电极电位与浓度的关系来测定物质浓度的一种电化学分析方法。电位分析法具有许多优点，选择性好，所需试样少，且可不破坏试液，故适用于珍
贵试样的分析。它的测定速度快，操作简单，容易实现自动化和连续化。
4.3 电导分析法【20,21】
电导分析法是通过测量溶液的电导值以求得溶液中离子浓度的方法，它分为直接电导法和电导滴定法。优点是简单、快速，直接电导法还具有很高的灵敏度，缺点是它所测定的电导值是试样中全部离子电导的总和，而不能区分和测定其中某一种离子的含量， 因此选择性很差。
5 电化学检测技术的展望
目前在重金属检测方面主要有原子吸收方法检测、电感等离子质谱法，
电化学方法。原子吸收方法检测、电感等离子质谱法主要适用于由于实验室检测，因取样分析、分析时间长、仪器昂贵导致该技术难以得到普遍应用。电化学方法以其低成本，高灵敏度的特点，成为快速、简便测定重金属的方法，大量应用于医药、生物和环境分析中，在在线检测和野外现场检测方面有很大的开发空间。目前常用的阳极伏安法存在三个主要问题：第一，采用汞基体传感器作为工作电极，在检测中会造成二次污染，而且汞基体电极存在电极处理等技术问题，难以发展成为在线检测技术。第二，电化学的电位窗口较窄，一般只有2V电压范围，多种重金属检测时容易出现重叠峰现象。第三，多重金属检测时存在相互干扰现象。
电化学检测重金属方法有以下三点展望：第一，探索新的检测技术，向多维检测方向发展，获取更多的检测信息，解决干扰和重叠峰现象。第二，利用新材料技术，研究高灵敏度的离子选择性电极、化学修饰电极、超微电极，应用于重金属离子检测中。第三，针对检测数据，发展化学计量学方法在数据平滑去噪、重叠峰分离、多组分检测方面发挥更好的作用。
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