聚合物膜汞离子选择性电极的制备与性能研究

	聚合物膜汞离子选择性电极的制备与性能研究
其他题名	Study on Polymeric Membrane Mercury()Ⅱ Ion-Selective Electrodes
	赵月前
学位类型	硕士
导师	秦伟
	2011-05-31
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	海洋化学
关键词	汞离子选择性电极离子载体低检出限冠醚席夫碱
摘要	汞是一种剧毒重金属，汞及其化合物在使用和排放过程中极易产生污染，并可以通过大气、水体、土壤和食物链等途径进行扩散和传播。二价汞离子与人体内的巯基有很强的亲和性，能与体内的酶或蛋白质结合而使其失去活性；而且汞离子在微生物作用下，可以通过甲基化转化为毒性更大的甲基汞，严重危害人类健康和生态安全。目前，汞污染已成为全球性的环境问题。因此发展快速准确检测汞离子的方法具有重要意义。经过半个世纪的发展，聚合物膜离子选择性电极已成为一种成熟的常规检测技术，具有成本低、制备简单、响应快速、线性范围宽及选择性好等优点，已成功应用于临床和环境中许多离子的检测。敏感膜中的离子载体是离子选择性电极的核心组成部分，可以与待测离子选择性络合来决定电极的选择性，因此合成和筛选对目标离子具有良好选择性的离子载体至关重要。同时，环境污染物的痕量分析要求电极具有较低的检出限。上世纪九十年代末，人们发现了由内向外的离子通量会严重影响电极检出限的降低，开启了低检出限离子选择性电极研究的序幕。研究表明，采用高选择性的离子载体，通过调节电极内充液，可以使离子选择性电极的检出限降低几个数量级。目前，虽然已有大量聚合物膜汞离子选择性电极的研究报道，但电极选择性一直不够理想，而且聚合物膜汞离子选择性电极的低检出限研究尚未见报道。本文利用新合成的两种汞离子载体研究了提高电极选择性和降低电极的检出限两个方面的内容，研究成果如下： 1、合成了一种席夫碱化合物，并将其作为离子载体构建聚合物膜汞离子选择性电极。考察了敏感膜组分对电极选择性和电位响应的影响，重点讨论了不同种类的四苯硼酸盐类离子交换剂对电极性能的影响。结果显示，化学稳定性良好的四(3,5-二 (三氟甲基)苯基)硼酸钠（NaTFPB）适合作为聚合物膜汞离子选择性电极的离子交换剂；以极性较大的o-NPOE作为增塑剂可以获得更低的理论检出限。在最佳条件下，电极的线性范围为7.0 × 10-6 – 1.0 × 10-3 mol/L，检测下限为3.2 × 10-6 mol/L，电极响应斜率为27.0 mV/decade。 2、合成了一种硫氮杂冠醚化合物，并将其作为离子载体构建聚合物膜汞离子选择性电极。优化了电极膜的组成，并测定了电极的选择性系数。结果显示，大多数干扰离子的选择性系数在10-9数量级以下。电极在6.2 × 10-7 – 6.3 × 10-6 mol/L的线性范围内对汞离子呈近能斯特响应，响应斜率为27.3 ± 0.1 mV/decade，检出限为3.4 × 10-7 mol/L。 3、利用合成的硫氮杂冠醚化合物作为离子载体，研究了降低汞离子选择性电极检测下限的方法。以四乙基铵盐调节内充液组分，可以抑制自电极内充液穿过聚合物膜相的离子通量。在最优条件下，测得电极线性范围为3.0 × 10-8 – 1.0 × 10-4 mol/L，响应斜率为31.2± 0.1 mV/decade，最低检测下限为2.0 × 10-8 mol/L。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/3625
专题	中国科学院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	赵月前. 聚合物膜汞离子选择性电极的制备与性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2011.

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