一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法技术

本发明专利技术涉及一种检测分析技术领域内的一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，其先采用在CuSO4电解液中添加待检测的草甘膦溶液，将三电极置于电解池中，连接电化学工作站，进行恒电势电沉积；然后清洗裁切电沉积的导电玻璃，进行XRD检测，根据不同浓度的草甘膦溶液的Cu沉积层在XRD图谱上显示出不同的衍射峰强，定量检测草甘膦含量。本发明专利技术通过恒电势电沉积方法，待检测的草甘膦作为添加剂，电沉积具有特定形貌的Cu于工作电极导电玻璃表面，根据XRD衍射图谱的不同，检测出添加剂的浓度或种类的变化。为草甘膦农药残留的定量检测提供了一种便捷方案。

A method for quantitative determination of glyphosate by electrochemical deposition and XRD

The invention relates to a method for quantitative detection of glyphosate by electrochemical deposition and XRD combined technology in the field of detection analysis. First, a glyphosate solution is added to the CuSO4 electrolyte, the three electrodes are placed in the electrolytic cell, the electrochemical workstation is connected to the electrochemistry workstation, and the electrodeposition of the electromotive force is carried out; then the cutting electricity is cleaned. The deposited conductive glass was detected by XRD. According to the Cu deposition layer of glyphosate solution with different concentrations, different diffraction peaks were displayed on the XRD atlas, and the content of glyphosate was measured quantitatively. In the present invention, by electrodepositing method of constant potential, the glyphosate to be detected as an additive is used to electrodeposit the Cu with specific morphology on the surface of the conductive glass on the working electrode. According to the difference of the XRD diffraction pattern, the concentration or variety of the additive is detected. It provides a convenient method for the quantitative detection of glyphosate pesticide residues.

【技术实现步骤摘要】
一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法
本专利技术涉及一种检测分析
，特别涉及对草甘膦农药的定量检测技术。
技术介绍
草甘膦作为一种典型的非电活性有机磷农药，被广泛用于农业生产、园林维护等领域。目前，已报道的检测草甘膦方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法，以及电化学传感器方面。这些方法灵敏度高，稳定性好，但是色谱法样品前处理过程复杂，仪器检测设备高，传感器制备方法繁琐，因此，一种制备方法简单、成本低的检测技术，成为当前草甘膦检测研究的热点。XRD技术作为一种有力的材料表征手段，最主要应用于晶体的定性、定量分析。XRD是指具有特定波长的X射线照射到结晶性的物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射X射线在某些相位的方向上得到加强，从而显示与结晶结构相对应的衍射现象。其具有对样品损失小、无污染、灵敏度高、检测时间短等优点，可获得完整的晶体结构信息包括晶胞参数，晶粒尺寸，微观应力，点阵常数，织构取向度等。常规的XRD定量检测方法，即Rietveld全谱拟合法，主要应用于矿物、水泥相中晶相的定量分析。但这一种定量分析方法对实验的基本要求高，样品的制备方法、晶体的择优取向等因素，都会影响X射线衍射谱图数据的准确性和精确性。且常规XRD分析方法本身具有一定的局限性：样品量需要几十毫克左右，过少的样品会对分析结果造成影响，而且，其定量、定性分析需依赖于已有的标准晶体学数据库如CSD、ICSD，参照数据库中已收录的晶体结构及晶胞参数进行分析。现有技术中未见将XRD技术用于草甘膦农药的定量检测的方案。电化学沉积法具体指在金属或金属氧化物在电场作用下，沉积在工作电极表面的过程。因其具有操作简单、条件温和，获得纳米沉积层结构和形貌可控等优点，被广泛应用于制备金属或金属氧化物及电子工业中的镀层，纳米材料，复合电极材料或电催化材料。添加剂作为一种有效的控制电沉积层形貌的方法，可以获得均一、稳定的沉积层。现有技术中未见将电化学沉积法用于草甘膦农药的定量检测的方案。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，使草甘膦的定量检测更加方便、快速、检测成本低。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，依次包括如下步骤：(1)采用导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系，导电玻璃依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，然后晾干；在CuSO4电解液中添加待检测的草甘膦溶液，将三电极置于电解池中，连接电化学工作站，进行恒电势电沉积；(2)电沉积结束后，取出导电玻璃，用去离子水反复冲洗电沉积层表面的电解液，样品于室温下自然晾干；干燥后的导电玻璃裁至合适大小，直接进行XRD检测。（3）根据不同浓度的草甘膦溶液的Cu沉积层在XRD图谱上显示出不同的衍射峰强，定量检测草甘膦含量。本专利技术通过恒电势电沉积方法，待检测的草甘膦作为添加剂，电沉积具有特定形貌的Cu于工作电极导电玻璃表面。通过XRD对Cu沉积层进行快速检测，获得晶体的结构、择优取向及晶胞参数等信息，不同浓度或种类的添加剂对电沉积层形貌的影响不同，XRD衍射图谱也不同，因此，根据XRD衍射图谱的不同，可以检测出添加剂的浓度或种类的变化。本专利技术的有益技术效果是：(1)本专利技术首次提出了一种电化学沉积法与XRD联用的技术用于定量检测分析。(2)首次将待测物作为添加剂加入到电解液中，根据待测物浓度的增加，金属沉积层的XRD衍射峰强产生变化，不仅可以检测电化学活性物质，也适用于非电化学活性物质的检测。(3)摆脱了常规XRD定量检测依赖于标准晶体学数据库和标准物质的局限，有效避免了在制样过程中样品的择优取向，减小XRD衍射峰强的误差。通过该方法可以快速、方便、准确地测定溶液中草甘膦的含量。为草甘膦农药残留的定量检测提供了一种便捷方案。本专利技术的进一步改进在于，步骤(1)中的工作电极为氧化铟锡导电玻璃，其工作面积为2.5～3.5cm2；电沉积过程中的温度控制在22～28℃，恒电势沉积电位为-0.6～-1.0V，沉积时间为2200～2600s，电化学工作站扫描速率为48～52mV/s，利用PBS缓冲液控制电解液pH在3.2～3.5。进一步的优选方案是：导电玻璃工作面积为3.0cm2；电沉积过程中的温度控制在室温25℃，恒电势沉积电位为～0.8V，沉积时间为2400s，电化学工作站扫描速率为50mV/s，利用0.1mol/LPBS缓冲液控制电解液pH在3.35。沉积过程中的电沉积条件如沉积电位、沉积时间、电解液浓度等影响因素会对检测结果产生不同影响，采用上述方案，可以获得更加准确的检测结果。本专利技术的进一步改进在于，所述氧化铟锡导电玻璃的长×宽尺寸为1.0cm×3.0cm。步骤(1)中超声清洗时间为5～15min。步骤(1)中采用的电解液浓度为0.09～0.12mol/L的CuSO4电解液。本专利技术的进一步改进在于，步骤(2)中沉积有金属铜样品的导电玻璃，在于进行XRD检测时，将其裁至1.0cm×1.0cm大小。该尺寸的导电玻璃偏于装载在XRD的检测平台上。在进行XRD检测时，采用Cu靶；管电压为40kV；管电流为40mA；测角圆半径：250mm；索拉狭缝：4.0mm；入射狭缝及防发散狭缝：0.01～10mm；以石墨单色器滤波,扫描速度8°/min，扫描范围设定为2θ=10～80°。采用该方案可以减小XRD衍射峰强的误差。附图说明图1是本专利技术电化学沉积Cu沉积层的扫描电镜图。图2是Cu电沉积层加入草甘膦前后透射电镜对比图。图3是添加不同浓度草甘膦后的Cu沉积层的（111）晶面的XRD衍射图。图4是XRD峰强与草甘膦浓度对数的线性关系曲线图。具体实施方式实施例1一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，依次包括如下步骤：（1）采用导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系；工作电极为氧化铟锡导电玻璃，其工作面积为1.0cm×3.0cm；导电玻璃依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗10min，然后晾干。于0.01mol/L的CuSO4电解液中分别添加待检测的草甘膦溶液，将三电极置于电解池中，连接电化学工作站，开始进行恒电势电沉积。（2）恒电势沉积沉积电位为-0.8V，电沉积时间为2400s，电沉积过程中的温度控制在室温25℃，电化学工作站扫描速率为50mV/s，利用0.1mol/LPBS缓冲液控制电解液pH在3.35；电沉积结束后，取出导电玻璃，用去离子水反复冲洗电沉积层表面的电解液，样品于室温下自然晾干。将干燥后的沉积有样品的导电玻璃裁至合适大小，其尺寸为1.0cm×1.0cm，以便于放入XRD样品台，无需将Cu沉积层从导电玻璃上剥离，直接进行XRD检测。XRD的检测条件：采用Cu靶；管电压为40kV；管电流为40mA；测角圆半径：250mm；索拉狭缝：4.0mm；入射狭缝及防发散狭缝：0.01-10mm。以石墨单色器滤波,扫描速度8°/min，扫描范围设定为2θ=10°～80°。（3）根据不同浓度的草甘膦溶液的Cu沉积层在XRD图谱上显示出不同的衍射峰强，达到定量检测草甘膦的目的。实施例2与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，其特征在于依次包括如下步骤：(1) 采用导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系，导电玻璃依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，然后晾干；在CuSO4电解液中添加待检测的草甘膦溶液，将三电极置于电解池中，连接电化学工作站，进行恒电势电沉积；(2) 电沉积结束后，取出导电玻璃，用去离子水反复冲洗电沉积层表面的电解液，样品于室温下自然晾干；干燥后的导电玻璃裁至合适大小，直接进行XRD检测；(3) 根据不同浓度的草甘膦溶液的Cu沉积层在XRD图谱上显示出不同的衍射峰强，定量检测草甘膦含量。

【技术特征摘要】
1.一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，其特征在于依次包括如下步骤：(1)采用导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极的三电极体系，导电玻璃依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，然后晾干；在CuSO4电解液中添加待检测的草甘膦溶液，将三电极置于电解池中，连接电化学工作站，进行恒电势电沉积；(2)电沉积结束后，取出导电玻璃，用去离子水反复冲洗电沉积层表面的电解液，样品于室温下自然晾干；干燥后的导电玻璃裁至合适大小，直接进行XRD检测；(3)根据不同浓度的草甘膦溶液的Cu沉积层在XRD图谱上显示出不同的衍射峰强，定量检测草甘膦含量。2.根据权利要求1所述的一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，其特征在于：步骤(1)中的工作电极为氧化铟锡导电玻璃，其工作面积为2.5～3.5cm2；电沉积过程中的温度控制在22～28℃，恒电势沉积电位为-0.6～-1.0V，沉积时间为2200～2600s，电化学工作站扫描速率为48～52mV/s，利用PBS缓冲液控制电解液pH在3.2～3.5。3.根据权利要求2所述的一种电化学沉积与XRD联用技术定量检测草甘膦的方法，其特征在于：步骤(1)中的工作电极为氧化铟锡导电玻璃，其工作面积为3.0cm2；电沉积过程中的温度控制在室...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赪胤，张高敏，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32