一种环境水体总铅的检测方法技术

一种环境水体总铅的检测方法，属于一种环境水体中重金属的检测方法。将得到的CNTs/poly(L‑Arg)电极先在50mL，pH=5的醋酸盐缓冲溶液（ABS）使用示差脉冲伏安法扫描，直至曲线稳定，后加入一定量的Pb

【技术实现步骤摘要】
一种环境水体总铅的检测方法
本专利技术属于一种环境水体中重金属的检测方法，具体属于一种通过复合膜材料对环境水体中Pb2+进行检测的方法。
技术介绍
近年来，对重金属的开发加工日渐增多，重金属元素没有经过处理就被排放，进而造成了水体、土质的污染。众所周知，重金属并不能被降解，却能经过食物链不断积累，最终则可能进入并毒害人体。因此，重金属污染是食品、环境、卫生监测的重中之重。目前，微量重金属的测定有多种成熟的分析检测方法。如紫外可见分光光度法（UV）、原子吸收法（AAS）、拉曼光谱法、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）、高效液相色谱法（HPLC）、离子色谱法等，它们虽都有各自的优点，但也普遍存在设备价格昂贵，仪器维护费用较大，应用面窄等缺点。近年来界面电化学发展迅速，相对于光度法等其他检测重金属离子方法的昂贵，操作复杂，电化学分析方法不仅灵敏、快速、高效，而且操作简单、便于携带、成本较低，被广泛应用到检测重金属离子之中，并受到人们越来越多的的重视。因此，人们希望能有一种可有效检测水中总铅的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上面所述缺陷，提供一种环境水体总铅的检测方法，该方法操作简单、便于携带，且具有良好的稳定性，优异的灵敏度和高的选择性，还具有良好的重复性和重现性，快速高效。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现的。一种环境水体总铅的检测方法，其特征在于：依次包括如下步骤：（一）制备CNTs/poly(L-Arg)复合膜电极：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30nm的抛光粉（Al2O3），然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10~15s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5mMK3Fe(CN)6、0.2MKNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极（SCE），对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极（GCE）（直径3mm），使用循环伏安法，在0~0.5V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64mV左右，80mV以内，换入0.2MH2SO4溶液中激活，在-0.2~1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100mL0.4M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5h；2）在100mL的H2SO4和HNO3混合溶液（浓度比为3:1）中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24h；4）取5mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(L-Arg)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50mL，加入0.25mM精氨酸，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的混合溶液后拿出放置备用；用电化学工作站，三电极体系与步骤（1）相同，采用循环伏安法，扫描范围为-1~2V，扫速为100mV/s；沉积结束用去离子冲洗干净后备用，得到poly(L-Arg)电极；（4）CNTs电极的制备用移液枪取6μl浓度为0.5mg/mL的MWCNTs滴至玻碳电极（GCE）表面，置于紫外灯下，干燥后拿出，离子冲洗后吹干备用，得到CNTs电极；（5）CNTs/poly(L-Arg)电极的制备取CNTs电极放入已经配好的精氨酸PBS混合溶液中（浓度与步骤（3）中相同）；使用循环伏安扫描，扫描范围为-1~2V扫速为50mV/s（三电极体系与步骤（1）相同）；沉积结束后用去离子冲洗干净后备用，得到CNTs/poly(L-Arg)电极；（二）CNTs/poly(L-Arg)电极对Pb2+的检测：将得到的CNTs/poly(L-Arg)电极先在50mL，pH=5的醋酸盐缓冲溶液（ABS）使用示差脉冲伏安法扫描，直至曲线稳定，后加入一定量的Pb2+标准溶液，搅拌条件下在-0.7V预富集一定时间后静置20s。观察从-1V~0V的示差脉冲伏安曲线，记录曲线中氧化峰电流值，实验的温度为25±0.1℃。精氨酸于1886年被发现，Schulze等人针对羽扇豆幼苗进行研究，成功分离出精氨酸(Arginine，Arg)，并进行了命名。到了1895，在动物蛋白质里，Hedin等人也成功进行了分离，得到了精氨酸。精氨酸是蛋白质基本组成单位之一，两端有氨基、羧基，链上有胍基，氨基呈碱性，羧基呈酸性，既有疏水基团，也有亲水基团，分子内有氢键，分子之间可以形成分子间氢键，非常值得研究。精氨酸有氨基和胍基2个碱性基团，属于碱性氨基酸，pH大概在10.5~12.5，在20种氨基酸中碱性最强，学名为2-氨基胍基戊酸，分子式为C6H14N4O2，结构式如下所示，可简称Arg，也可简称R，含两分子结晶水的精氨酸为白色菱形，没有结晶水的呈单斜片状，分D-精氨酸和L-精氨酸精两种。当前氨基酸应用发展的主要方向是获得其聚合物，聚合物具有更高的活性，氨基酸聚合物的制取方法有提取和人工合成。人工合成的方法中，电化学的方法快速简便，无污染，用循环伏安法制得聚L-精氨酸已经用于检测肾上腺素、尿酸、多巴胺抗坏血酸，尿酸联苯三酚，对苯二酚对/邻氨基苯酚黄嘌呤等。碳的形态各异并广泛存于地球之上，广为人知的只有石墨和金刚石两种形态，直到Smalley为我们打开了碳元素的大门。Smalley在其研究过程中发现了富勒烯，独辟蹊径的用烟火法得到C60，自此，丰富多彩的碳元素的世界向学者们展开了怀抱，这之后碳纳米管、碳点和石墨烯等等碳结构相继进入我们的视线。碳纳米管（CNTs）是于1991年被发现的，以其优异的性能得到广大科学工作者的密切关注，随后取得飞速发展。CNTs抗拉强度非常高，在纤维中是数一数二的，优异的导电性和热交换性更是让研究者们趋之若鹜，其独特的中空结构可以用来储氢或者作为催化剂载体材料，应用场景非常宽阔。但是，由于CNTs比表面积比较大，长径比比较高，相互之间范德华引力比较大，所以容易团聚，怎么使它均匀分散，成为关键。实验研究验证，研磨超声会加速其分散，强酸强碱处理以后也能促进其分散，也有人通过添加表面活性剂或者原位生长合成来改善，效果显著。CNTs中每个碳原子经sp2杂化与其它碳原子键合，类似于把平面石墨卷起来。单壁碳纳米管(SWNTs)由单层石墨平面卷成，相应的，多壁碳纳米管(MWNTs)由多层石墨平面卷成。CNTs有很多优异特质，在电催化和电分析方向应用广泛，在纳米探针和电化学传感器等领域更是备受青睐。另外还有理论计算和试验结果表明，若将其加入到高分子材料中，可提高其导电性，使高分子聚合物的电阻降低三个数量级以上。本专利技术的有益效果是：本专利技术中使用的CNTs导电性高、比表面积大，poly(L-Arg)含有很多酰胺和氨基，容易和Pb2+螯合，易于检测时Pb2+富集，CNTs/poly(L-Arg)复合薄膜材料兼具两者的优点。故本专利技术以滴涂有CNTs的玻碳电极作为载体，在其上电聚合poly(L-Arg)，制备CNTs/poly(L-Arg)复合薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境水体总铅的检测方法，其特征在于：依次包括如下步骤：（一）制备CNTs/poly(L‑Arg)复合膜电极：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30 nm的抛光粉，然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10~ 15s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20 s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5mM K3Fe(CN)6、0.2M KNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极，对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极，使用循环伏安法，在0~ 0.5V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64mV左右，80mV以内，换入0.2M H2SO4溶液中激活，在‑0.2~1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100mL 0.4M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5h；2）在100mL的H2SO4和HNO3混合溶液中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24h；4）取5mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(L‑Arg)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50 mL，加入0.25mM精氨酸，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的混合溶液后拿出放置备用；用电化学工作站，三电极体系与步骤（1）相同，采用循环伏安法，扫描范围为‑1~ 2V，扫速为100mV/s；沉积结束用去离子冲洗干净后备用，得到poly(L‑Arg)电极；（4）CNTs电极的制备用移液枪取6μl浓度为0.5mg/mL的MWCNTs滴至玻碳电极表面，置于紫外灯下，干燥后拿出，离子冲洗后吹干备用，得到CNTs电极；（5）CNTs/poly(L‑Arg)电极的制备取CNTs电极放入已经配好的精氨酸PBS混合溶液中，浓度与步骤（3）中相同；使用循环伏安扫描，扫描范围为‑1~2V扫速为50mV/s、三电极体系与步骤（1）相同；沉积结束后用去离子冲洗干净后备用，得到CNTs/poly(L‑Arg)电极；（二）CNTs/poly(L‑Arg)电极对Pb2+的检测：将得到的CNTs/poly(L‑Arg)电极先在50 mL，pH = 5的醋酸盐缓冲溶液（ABS）使用示差脉冲伏安法扫描，直至曲线稳定，后加入一定量的Pb2+标准溶液，搅拌条件下在‑0.7 V预富集一定时间后静置20 s；观察从‑1 V ~ 0 V的示差脉冲伏安曲线，记录曲线中氧化峰电流值，实验的温度为25 ± 0.1 ℃。...

【技术特征摘要】
1.一种环境水体总铅的检测方法，其特征在于：依次包括如下步骤：（一）制备CNTs/poly(L-Arg)复合膜电极：（1）玻碳电极预处理在麂皮上撒上适量的30nm的抛光粉，然后滴加几滴去离子水，用玻碳电极边缘搅拌均匀，后竖直捏着玻碳电极，均匀用力，匀速画圆，接着用去离子水清洗，洗耳球吹干，在玻碳电极表面滴一滴硝酸，静止10~15s后用去离子水清洗，然后在乙醇水溶液、硝酸水溶液、去离子水中分别超声20s，洗耳球吹干备用；把处理好的玻碳电极放入5mMK3Fe(CN)6、0.2MKNO3溶液中，用电化学工作站，采用三电极体系，参比电极选择饱和甘汞电极，对电极选用碳棒，工作电极选用玻碳电极，使用循环伏安法，在0~0.5V的扫描范围内扫描；若氧化还原峰电位差在64mV左右，80mV以内，换入0.2MH2SO4溶液中激活，在-0.2~1.4V内扫描，直至循环伏安图重复；（2）碳纳米管的处理1）电子天平称取5.0g羟基化多壁碳纳米管，用量筒取100mL0.4M的HCL，MWCNT和HCL溶液混合，超声波震荡后机械搅拌5h；2）在100mL的H2SO4和HNO3混合溶液中超声5个小时，再磁力搅拌10小时；3）碳纳米管和混酸溶液经真空抽滤，用去离子水洗至中性，置于干燥箱中干燥24h；4）取5mg处理过的碳纳米管加去离子水定容至10mL，超声至溶液均匀，备用；（3）poly(L-Arg)电极的制备室温下，精确量取已经事先配置好的浓度为0.1M，pH值为6的磷酸盐缓冲溶液50mL，加入0.25mM精氨酸，搅拌至全部溶解后超声20分钟得到均匀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷健雄，黄庆发，陈宏文，
申请(专利权)人：江西怡杉环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36