差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中 Zn2+ Pb2+ Cd2+
姓名：魏双李红欣宋杨张宝峰
班级：应用化学13-1
指导教师：田晓溪
摘要
随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。因此，重金属的检测显得尤为重要。电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。实验结果表明：在pH =4.8缓冲溶液中，-1.4 V恒电位下搅拌，静置10 s后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。
关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统；锌；铅；镉。
1.前言：
1.1 重金属离子的危害
重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。2005年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及2012年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛应用于重金属的在线检测中【1-5】。
金属离子镉(Cd2+)和铅(Pb2+)作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。其中 Pb 的毒性主要来源于其模仿功
能，它可以占据细胞中 Ca 依赖蛋白中 Ca的结合位点(如钙调节蛋白和蛋白激酶 C)，导致相应的生理功能不可修复[6]。接触少量的 Cd2+，可以导致肾功能失调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病[7-9]。因此探索灵敏、快速和简单的分析方法对于精确监控 Cd2+和 Pb2+的含量具有重要意义。
1.2 检测方法研究进展
目前通常使用的重金属检测方法一般有化学检测法和仪器分检测法．化学检测法通常是将待测样品与某种化学试剂直接发生化学反应，通过生成物的颜色。生成物在溶液中的聚集状态来判断．为了保证分析方法的顺利完成和分析结果的可靠性，即既无检失又无过度检出，所用的化学反应必须符合下列要求：1，反应产物和反应过程必须具有良好的外显效果，这是定性检出的最关键问题，主要表现在视觉和嗅觉的可感知性上；2，反应要进行得相当完全，这种内部效果是外显效果的基础13，反应对某待检出离子是专属的或具有良好的选择性，即不受共存的其它离子的干扰．化学检测法往往受到反应灵敏度的影响，而灵敏度又往往受到反应时间、反应时的温度、试剂的浓度和溶液的PH值的影响．化学检测通常只能作为一种定性分析和常量分析．随着科学仪器和计算机技术的快速发展，仪器分析在现代分析测试中越来越显出其强大的作用．仪器分析就是采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来确定物质的化学组成、成分含量及化学结构，并且各自形成比较独立的方法原理及理论基础的一类分析方法嗍．重金属离子的定量检测一般包括下列方法：1，原子吸收光谱法，它是以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分析方法，原子吸收光谱法是一种成分分析法，可对60多种金属元素进行定量分析，其检测限可达ng／ml，相对标准偏差为1～2％，该法主要用于低含量元素的定量检测；2，紫外可见分光光度法，利用重金属离子与显色剂发生配合作用形成有色配合物，在特点波长下，通过测童有色配合物的吸光度来测量重金属的含量．此外，通常认可的重金属分析方法还有：微谱分(MS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体(ICP)、X荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP—MS)法等．不过，这些分析方法都要求借助比较贵重的仪器。样品前期准备工作比较繁琐，现场检测难度较大等．而近年来发展较快的电化学方法在重金属离予检测方面由于
其灵敏度高、仪器比较简单、操作方便，是一种很好的痕量分析手段而受到人们越来越多的青睐．本文就重点来介绍这种分析方法的原理和工作步骤。
1.3金属检测的电化学方法
电化学法是近年来发展较快的一种方法，它以经典极谱法为依托，在此基础上又衍生出示波极谱、阳极溶出伏安法等．由于电化学法的检测限较低，测试灵敏度较高，值得推广应用．
极谱分析法是捷克物理化学家海洛夫斯基1922年首先提出的一种电化学分析方法，由于其在发明和发展极谱分析过程的突出贡献而荣获1959年诺贝尔化学奖．自1925年海洛夫斯基和方志益三制造出全世界第一台极谱仪以来，经过几十年的发展，极谱仪器和分析方法都有了长足的进展．在仪器方面，已经从经典极谱发展到交流极谱、示波极谱、方波极谱和脉冲极谱等新的仪器品种；分析方法上，发展了极谱催化波、平行和H催化波、固定电极溶出伏安等新方法；电极材料方面，从开始的滴汞电极到悬汞电极、玻碳电极、银基汞膜电极、多孔电极和纳米材料电极等．
经典极谱中，每滴汞周期的电解电压变化只有约几个毫伏，电压变化小，每滴汞生成与滴落导致地充放电电流其数值只相当10-5mol／L离子还原所产生的电流．因此，经典极谱带有明显的局限性：严重影响对于微量或痕量组分的测定；经典极谱耗时较长，耗汞量较多；分辨率低，其要求相邻离子的半波电位相差要大于100mv；不可逆波产生干扰．
阳极溶出伏安法是一种灵敏度很高、用于痕量组分的电化学分析法．溶出伏安法包含电解富集和电解溶出两个过程．电解富集过程：将工作电极固定在产生极限电流电位上进行电解，使被测物质富集在电极上．为了提高富集效果，可同时使电极旋转或搅拌溶液以加快被测物质快速达到电极表面．富集物质的量取决于电极电位、电极面积、电解时间和搅拌速度等因素．溶出过程：在富集结束静止一段时间后，再在工作电极上施加一个反向电压进行电位扫描，使原来富集在电极上的物质重新氧化为离子进入溶液，在氧化过程中将产生氧化电流，记录下电压一电流曲线(即伏安曲线)．该曲线呈峰形，其峰值电流与溶液中被测离子的浓度成正比，这正是溶出伏安法进行定量分析的依据，而峰值电位可作为定性分析的有力证据．阳极溶出伏安法通常采用汞和汞膜电极[10-11]，由于汞电极具
有较大的毒性[12-14]，越来越多的研究工作致力于寻找新的电极体系如修饰电极等[15]．
粉末微电极是用一般的粉末材料填人被腐蚀了的微盘电极空腔中制得的微电极．它是多孔电极与微电极的有机结合．粉末微电极的端面具有微盘电极的直径以及表观面积，而粉层部分具有多孔电极的性质．因而，相对于平面微盘电极，粉末微电极的实际有效反应表面积显著提高．相应地，粉末微电极上氧化还原电对的表观交换电流密度以及表观可逆性显著增加．这些特征已成功地应用于化学电源、电催化以及生物电化学等领域C63．对于可以在电极表面富集(吸附或电化学沉积)的氧化还原电对，利用粉末微电极可以显著提高测量的灵敏度并且可以显著地改善电极反应的表观可逆性，这对于超电势大而引起电流峰值重叠的各氧化还原电对之间的分离十分有利[16-18]．利用粉末微电极检测污染水中重金属离子的含量，首先将粉末微电极固定在比各种离子还原电势稍负的电位位置进行恒电位还原一段时间，然后将电极电势向阳极方向扫描，由于电化学氧化反应速度较快在曲线上留下尖蜂，记录下电流一电位曲线，这就是重金属离子阳极溶出伏安曲线．为了证实电极在溶液中的富集情况，我们可以通过延长电极在还原电势上的极化时间，如果发现线性扫描曲线上电流峰的峰电量与时间成正比，则表明金属离子的电化学还原产物在电极表面上发生了明显的富集．其次，通过不同标准离子浓度的溶液作阳极溶出伏安曲线，作出离子浓度与峰电流的标准工作曲线．最后，对照标准工作曲线，只要测出待测水样中金属离子的峰电流值就可以得出该离子的度．而根据蜂电流所对应的的峰电位的数值就可以找出该离子的归属．[19-20]
2.实验部分
2.1实验原理
溶出分析法可分为阴极溶出分析法、阳极溶出分析法、电位溶出分析法和吸附溶出分析法。本实验采用的是阳极溶出伏安法。
阳极溶出伏安法的测定包含两个基本过程。即首先将工作电极控制在某一条件下，使被测定物质在电极上富集，然后施加线性变化电压于工作电极上，使被测物质溶出，同时记录电流与电极电位的关系曲线，根据溶出峰电流的大小来确定被测定物质的含量。样品离子浓度的计算，是通过计算电流逢高或者面积并且与相同条件下的标准溶液相比较得出。
2.2实验仪器及试剂
2.2.1主要仪器
仪器名称型号生产厂家
分析天平FA2004 上海精密科学仪器有限
公司
超声波清洗仪JAC-1505P 上海精密科学仪器有限
公司
电化学工作站CHI832A 上海辰华仪器有限公司
玻碳电极CHI104 上海辰华仪器有限公司铂丝电极CHI115 上海辰华仪器有限公司Ag-AgCl电极CHI 上海辰华仪器有限公司
2.2.2电化学工作站参数设置
2.2.3实验中使用的主要试剂
试剂名称纯度生产厂家
氯化镉分析纯上海试剂厂
硝酸铅分析纯上海试剂厂
氯化锌分析纯上海试剂厂
乙酸分析纯上海试剂厂
无水乙酸钠分析纯上海试剂厂
2.3实验准备
2.3.1玻碳电极预处理
用去离子水将玻碳电极在鹿皮上抛光表面3min，再使用Al2O3粉乳浊液抛光表面3min，然后用蒸馏水超声清洗1min，晾干待用。
2.3.2标准溶液配制
镉标准溶液：称取 0.4575g 氯化镉，放入烧杯中，加入去离子水溶解，冷却移入 250m L 容量瓶，定容，摇匀，倒入试剂瓶中备用。此溶液浓度为1x10-2mol/L。
铅标准溶液：秤取0.8281g硝酸铅，放入烧杯中，加入去离子水溶解，冷却转移入250ml容量瓶中，定容，摇匀，倒入试剂瓶中备用。此溶液浓度为1×10-2mol/L。
锌标准溶液：秤取0.3408g氯化锌，放入烧杯中不，加入去离子水溶解，冷却转移入250ml容量瓶中，定容，摇匀，倒入试剂瓶中备用。此溶液浓度为1×10-2mol/L。
缓冲溶液：称取无水乙酸钠32.5g加水稀释，使用乙酸溶液调节溶液PH 为4.8，冷却，后移入250m L 容量瓶，定容，摇匀，最后倒入试剂瓶中备用。
2.3.3单一离子的测定
（1）镉标准曲线的绘制
吸取20mL 标准缓冲溶液于三电极系统中，依次加入0.1mL 镉标准溶液测定峰
值电流，重复操作8次。以峰值电流为纵坐标，溶液中的镉含量为横坐标绘制标准曲线。
010
20
30
40
50
60
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
（2）铅标准曲线的绘制
吸取20mL标准缓冲溶液于三电极系统中，依次加入0.1mL铅标准溶液测定峰值电流，重复操作6次。以峰值电流为纵坐标，溶液中的铅含量为横坐标绘制标准曲线。
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
（3）锌标准曲线的绘制
吸取20mL 标准缓冲溶液于三电极系统中，依次加入0.1mL 锌标准溶液测定峰值电流，重复操作7次。以峰值电流为纵坐标，溶液中的锌含量为横坐标绘制标准曲线。
1
2
3
4
5
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
2.3.4三种离子共存时测定
在最优实验条件下，配置未知浓度的Pb2+、Cd2+和Zn2+溶液，同样按照实验方法进行测定，三种离子的溶出伏安曲线如图。
计算结果：C(Pb2+)=15.6297x10-4mol/L
C(Cd2+)=4.0144x10-4mol/L
C(Zn2+)=4.4017x10-4mol/L
3.实验讨论
P b2+、Cd2+和 Zn2+的标准曲线比较
Pb2+、Cd2+和Zn2+都分别按照实验方法进行差脉冲溶出伏安法测定，并且固定待测离子的浓度，通过改变溶液中共存离子的种类，研究其他离子存在时对测定结果的影响。通过比较 Pb2+、Cd2+和Zn2+分别在不同的条件下测定得到的标准曲线，证明离子之间是相互影响的。由图可以看出来，溶液中相同浓度的 Pb2+单独存在时，标准曲线的斜率最大，检出限低；当添加 Cd2+或Zn2+后，标准曲线的斜
率减小；Cd2+和Zn2+同时存在时，标准曲线的斜率最小。比较图中 Cd2+的四条工作曲线，同 Pb2+的测定结果一致，溶液中相同浓度的Cd2+单独存在时，标准曲线的斜率最大，检出限低；当添加 Pb2+或Zn2+后，标准曲线的斜率减小；Pb2+和Zn2+同时存在时，标准曲线的斜率最小。
Pb2+在不同的条件下测定得到的标准曲线比较
Cd2+在不同的条件下测定得到的标准曲线比较
各离子工作曲线的明显差异进一步证明溶液中共存的离子之间是相互影响的，溶液中其他离子的存在及其在电极表面的吸附会影响目标离子的检测，同时已还原富集在电极表面的金属会影响还原电位更负离子的还原。Zn2+在 0.1mol/L 的醋酸醋酸钠缓冲溶液中溶出峰峰形基线不平，只能定性无法定量测定，但是当溶液中有 Pb2+时，Pb2+和 Zn2+的协同作用使 Zn2+的溶出峰形发生改变，实现了 Zn2+的定量检测。Zn2+的测定结果同 Pb2+、Cd2+一样，共存离子只有 Pb2+时，得到的 Zn2+工作曲线斜率大，检出限低；和 Pb2+、Cd2+共存时，得到的Zn2+工作曲线斜率相对较小，检出限变高，灵敏度降低。
差分脉冲溶出伏安法在富集过程中，各个离子按照还原性强弱的顺序依次在电极表面还原，所以离子的浓度和还原性强弱决定了还原在电极表面的浓度，还原越多的离子再氧化溶出时溶出峰电流值越大，但是溶液中的共存离子在电极表面的竞争吸附会影响待测离子的沉积，进而影响溶出伏安响应。所以在实际检测中多种离子共存时，应考虑离子之间的相互影响，采用混标水样绘制的相应工作曲线，这样测定结果才更科学可靠。
参考文献
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6534 － 6536
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差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中Zn2+ Pb2+ Cd2+ 姓名：魏双李红欣宋杨张宝峰
班级：应用化学13-1 指导教师：田晓溪 摘要 随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。因此，重金属的检测显得尤为重要。电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。实验结果表明：在pH =4.8缓冲溶液中，-1.4 V恒电位下搅拌，静置10 s后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。 关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统；锌；铅；镉。 1.前言：
1.1 重金属离子的危害 重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。2005年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及2012年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛应用于重金属的在线检测中【1-5】。 金属离子镉(Cd2+)和铅(Pb2+)作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。其中Pb 的毒性主要来源于其模仿功能，它可以占据细胞中Ca 依赖蛋白中Ca的结合位点(如钙调节蛋白和蛋白激酶C)，导致相应的生理功能不可修复[6]。接触少量的Cd2+，可以导致肾功能失调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病[7-9]。因此探索灵敏、快速和简单的分析方法对于精确监控Cd2+和Pb2+的含量具有重要意义。 1.2 检测方法研究进展 目前通常使用的重金属检测方法一般有化学检测法和仪器分检测法．化学检测法通常是将待测样品与某种化学试剂直接发生化学反应，通过生成物的颜色。生成物在溶液中的聚集状态来判断．为了保证分析方法的顺利完成和分析结果的可靠性，即既无检失又无过度检出，所用的化学反应必须符合下列要
电化学方法总结 Prepared on 22 November 2020
循环伏安法 1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry)以等腰三角形的脉冲电 压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角 波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化 反应，记录电流-电势曲线。 单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀 速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪 器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个 换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再 扫描到最终电位）。 多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描 多圈，最后扫描到最终电位。 Initial potential Vertex 1 potential Vertex 2 potential Final potential Delay Potential Time 初始电位、换向电 位、扫描速度等是 非常重要的实验设
2 特点： Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。 Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S型。 3 所得信息： Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa/i pc1；E pa/E pc nF。 Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV峰电流测量不太容易精确。 Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p∝v，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p∝v1/2，则此过程为扩散控制，发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa和阴极峰电势E pc，并给出峰电位差△E p和峰电流之比。
差分脉冲阳极溶出伏安法 2+ 2+ 2+ Cd ZnPb 定溶液中测 魏双李红欣名：姓宋杨张宝峰 13-1 应用化学级：班溪晓田指导教师：
摘要 随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。因此，重金属的检测显得尤为重要。电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。实验结果表明：在pH =4.8缓冲溶液中，-1.4 V恒电位下搅拌，静置10 s后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。 关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统； 锌；铅；镉。 1.前言： 1.1 重金属离子的危害 重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。随着人类 活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。2005年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及2012年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛 【1-5】。应用于重金属的在线检测中2+2+)(Pb作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作和铅金属离子镉(Cd)的毒性主要来源于其模仿功 Pb 其中用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。． 能，它可以占据细胞中 Ca 依赖蛋白中 Ca的结合位点(如钙调节蛋白和蛋白激 [6]2+，可以导致肾功能失。接触少量的 C)，导致相应的生理功能不可修复 Cd酶[7-9]。因此探索灵敏、调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病2+2+的含量具有重要意义。 Cd Pb和快速和简单的分析方法对于精确监控 1.2 检测方法研究进展
差分脉冲法 2+ 2+ 阳极溶出伏安 2+ Cd ZnPb 定溶液中测 魏双李红欣名：姓 13-1 应用化学级： 教师：宋杨张宝峰 溪晓田指导
摘要 随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。因此，重金属的检测显得尤为重要。电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。实验结果表明：在pH =4.8 缓冲溶液中，-1.4 V 恒电位下搅拌，静置10 s 后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V 左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。 关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统； 锌；铅；镉。 1.1 重金属离子的危害 重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。2005 年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及20 1 2年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛【1-5 】。应用于重金属的在线检测中2+2+)(Pb 作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作和铅金属离子镉(Cd) 的 毒性主要来源于其模仿功Pb 其中用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。． 能，它可以占据细胞中Ca 依赖蛋白中Ca 的结合位点( 如钙调节蛋白和蛋白激[6]2+，可以导致肾功能失。接触少量的C)，导致相应的生理功能不可修复Cd酶[7-9] 0 因此探索灵敏、调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病2+2+ 的含量具有重要意义0 Cd Pb 和快速和简单的分析方法对于精确监控
微反应器中水样有机物光催化降解及重金 属在线检测 1.引言 环境样品的重金属测定往往需要将样品消解以消除有机物的干扰，常规的方法需要强酸在高温下将有机物消解，往往需要数十分钟时间，且容易产生二次污染。纳米TiO2光催化氧化技术具有光催化活性高，反应速度快，有机污染物在几分钟内就被破坏，几乎所有有机物都可降解，可氧化ppb级的污染物，无二次污染等突出优点[2]，被越来越多地应用于环境水质分析等环境监测中【】。 以微流控芯片为基本单元的微型分析系统可以降低能源消耗，减少空间、样品和试剂的使用，[3]内表面涂敷光催化剂的微流控芯片具有微通道内表面可负载大比表面积的固体催化剂，紫外光强照射均一，透射率高，光催化效率高等优点[5]。目前微流控芯片已用作光催化微反应器，用于有机物的光催化降解，并应用于环境监测当中。Zhang等[16]研制了一个高光载效率即转盘光催化反应器，并将其用于COD测定，以KMnO4为纳米TiO2光生电子的接受体，在光催化降解10min条件下，可准确地测定0–260mg L?1 之间的COD 值。Daniel 等[15]设计了电化学检测集成的微流控反应器，在其中利用吸附于金电极上的TiO2催化光降解水中EDTA，并用伏安法测定水中铜含量。然而这些方法光催化的能力及效率都还不够高，通常需数分钟甚至数十分钟才能将mg?L－1级的有机物完全降解。 与传统的重金属离子含量测定方法如原子吸收分光光度法（AAS），原子发射分光光度法（AES）和等离子体质谱分析法(ICP-MS)等相比，采用电化方法学检测重金属离子具有设备简单，易自动化，便于携带,灵敏度和准确度高，选择性好等优点。然而Daniel等采用的伏安法检测方法仅能检测一种离子，不能实现多种金属离子的同时检测。 本文以内壁涂覆TiO2 薄膜的微流控芯片为光催化微反应器，在光催化微反应器上集成电化学检测系统，以大功率UV-LED为光源，利用微流控芯片的网络结构控制样品及试剂溶液的流动，建立集样品预处理、重金属离子在线电化学检测于一体的微分析系统。用TiO2/H2O2协同光催化降解水样中的EDTA，使得被EDTA络合的重金属完全释放出，利用集成的微型电化学检测系统，采用差分脉冲溶出伏安法实现多种重金属离子的快速、灵敏的在线检测。 2.实验内容 2.1仪器与试剂
差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中 Zn2+ Pb2+ Cd2+ 姓名：魏双李红欣宋杨张宝峰 班级：应用化学13-1
指导教师：田晓溪 摘要 随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易积蓄在生物体内，造成重金属中毒。因此，重金属的检测显得尤为重要。电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。实验结果表明：在pH =4.8缓冲溶液中，-1.4 V恒电位下搅拌，静置10 s后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。 关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站CHI832；三电极系统；锌；铅；镉。 1.前言： 1.1 重金属离子的危害 重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。2005年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及2012年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛应用于重金属的在线检测中
基于差分脉冲阳极溶出伏安法的土壤重金属铜检测研究 重金属不仅污染土壤、水体及大气环境,还污染畜产品、水生生物及农作物等,因此,在环境、食品、药物、农药残留等方面,检测分析重金属一直是分析工作者关注和研究的课题之一,基于传统检测重金属的方法往往存在仪器设备大型昂贵、实验步骤操作复杂、需要有经验的操作者操作等问题,本研究尝试采用电化学分析方法中的差分脉冲阳极溶出伏安法,利用修饰液修饰过的丝网印刷金电极来检测土壤重金属铜的含量,具体工作如下：(1)为了改善电极表面的电化学特性,本研究将原丝网印刷金电极放入稀硫酸溶液中进行循环伏安扫描活化处理,然后观察分析其在铁氰化钾溶液中的循环伏安曲线图,得出：较未活化的丝网印刷金电极,活化后的电极其氧化峰和还原峰电位差值变小,峰电流变大,表明活化后的丝网印刷金电极其电化学性能增强。(2)为了提高测定土壤重金属的灵敏度,适应定量、快速的测定要求,本研究观察分析了丝网印刷金电极,铋修饰的丝网印刷金电极,Nafion (0.1%)修饰的丝网印刷金电极,铋/Nafion修饰的丝网印刷金电极在铁氰化钾溶液中的循环伏安扫描曲线,得出：较未修饰的丝网印刷金电极,修饰液修饰过的电极其电化学性能均有增强,并且铋/Nafion修饰的丝网印刷金电极电化学性能明显增强,其氧化峰与还原峰的电压差值最小,峰电流值也最大。 (3)为了获得实验的最优参数,本研究采用差分脉冲阳极溶出伏安法,铋 /Nafion修饰的丝网印刷金电极测量一定浓度的标准铜溶液。基于前人研究的基础,据测得的重金属铜含量大小,通过控制变量法设置实验的各个参数,得出实验的最佳沉积时间360s、沉积电势-0.7 V、静止时间10s、溶出电位0.6V、清洗电位0.8 V、清洗时间30 s、电解质HAc-NaAc溶液PH=2、铋溶液浓度6000 ug/L、Naf ion溶液体积4ul,并绘制了铜浓度-电流的标准曲线图,其线性回归方程为
电化学分析【电化学方法总结】 循环伏安法 1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry) 以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化反应，记录电流- 电势曲线。 单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再扫描到最终电位）。 多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈，最后扫描到最终电位。 2 特点：
Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。 Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S 型。 3 所得： Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa /i pc ≈1；E pa /E pc ≈2.3RT/nF。 Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV 峰电流测量不太容易精确。
Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p ∝v ，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p ∝v 1/2，则此过程为扩散控制，发生在溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可 逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa 和阴极峰电势E pc ，并给出峰电位差△E p 和峰电 流之比。对于可逆波，E pc =E1/2-1.109RT/nF E pa =E1/2+1.109RT/nF △ Ep=2.219RT/nF=58/n mV(25℃) 4. 应用： 循环伏安法最为重要的应用是定性表征伴随氧化还原反应的前行 或后行化学反应。这些化学反应的发生直接影响了电活性组分的表面浓度，出现在许多重要的有机和无机化合物的氧化还原过程中。循环伏安法也能够用于评价电活性化合物的界面行为。基于峰电流的测定，循环伏安法也可应用于定量分析，需要适当的方法确定基线。扣除背景的循环伏安可用于测定较低浓度的物质。
产品介绍 产品型号：WaveDrive20 品牌：美国PINE 产地：美国 PINE公司推出新一代WaveDriver20恒电位/恒电流，可以使用单工作电极模式，也能使用双工作电极模式，典型的应用包括旋转圆盘圆环电极（RRDE）等。 主要特点 USB接口；高性价比；四电极系统；功能强大；便携式；灵活的分析 详细介绍 PINE公司推出新一代WaveDriver USB恒电位/电流仪，既可以使用单工作电极模式，也能使用双工作电极模式，典型的应用包括旋转圆盘圆环电极（RRDE）等。 测试方法包括循环伏安法（CV），方波循环伏安法，脉冲法，以及电池充放电测试等。其应用和测量电位达到±10 VDT，电流从±1安培到几个皮安，并支持IR补偿。WaveDriver USB双恒电位仪可以在一个容器中同时控制两个工作电极。双工作电极测试技术包括旋转圆盘圆环电极法，微流体产生/采集实验，交叉阵列（IDA）方法等。WaveDriver USB 双恒电位仪可以同时为每个工作电极提供激励信号，同时测量每个电极的电流和电位。 WaveDriver USB双恒电位仪通过USB接口与电脑连接。其所使用的软件AfterMath系统功能十分强大，支持软件控制旋转圆盘电极装置的转速。主机有模拟电压输入/输出接口和同步信号接口，可与其它仪器联用。 标准电化学方法 基本方法 Open Circuit Potential （OCP）开路电位 Constant Potential electrolysis （BE）恒电位电解法（BE） Constant Current electrolysis （BE）恒电流电解法（BE） 伏安法 Cycic V oltammetry （CV）循环伏安法（CV） Linear Sweep V oltammetry （LSV）线性扫描伏安法（LSV） Starcase V oltammetry （SCV）阶跃伏安法（SCV） Chronoamperometry （CA）计时电流法（CA） Double Potential Step Chronoamperometry （DPSCA）双电位阶跃计时电流法（DPSCA）Cyclic Step Chronoamperometry （CSCA）循环阶跃计时法（CSCA） Differential pulse V oltammetry （DPV）差分脉冲伏安法（DPV） Square-Wave Votammetry （SWV）方波循环伏安法（SWV） Normal Pulse Voltammetry （NPV）常规脉冲伏安法（NPV） Electrode Control Modes & Connections Control Modes 电极控制模式和连接控制方式Potentiostat （POT） Galvanostat （GAL） Open circuit potential （OCP） Zero resistance ammeter （ZRA） IR Compensation: yes IR补偿:有 Cell Port combination coaxial DSUB connector 电解池连接口: 同轴和DSUB组合型Reference Electrode: sense line with driven shield 参比电极：采用屏蔽线连接
实验阳极溶出伏安法测定水中微量镉 一、实验目的 1：熟悉溶出伏安法的基本原理。学会阳极溶出伏安法测定水中微量镉的方法。 2：掌握LK1100电化学分析仪的操作方法。 二、方法原理 溶出伏安法的测定包含两个基本过程。即首先将工作电极控制在某一条件下，使被测定物质在电极上富集，然后施加线性变化电压于工作电极上，使被测物质溶出，同时记录电流与电极电位的关系曲线，根据溶出峰电流的大小来确定被测定物质的含量。 1 电解富集（-1.0V, 富集时间t, 工作电极的表面积s,搅拌器的速度V） Cd 2++ 2e- + Hg = Cd(Hg) 2 溶出测定（-1.0v→-0.2v） 本法使用汞膜电极为工作电极，铂电极为辅助电极，甘汞电极为参比电极。在被测物质所加电压下富集时，汞与被测物质在工作电极的表面上形成汞齐，然后在反向电位扫描时，被测物质从汞中“溶出”，而产生“溶出”电流峰。 在KCl支持电解质中，当电极电位控制为-1.0v时,Cd2+在工作电极上富集形成汞齐膜,然后当阳极化扫描至-0.2v时，可得到清晰的溶出电流峰。镉的波峰电位约为-0.6v左右。
三、仪器和试剂 1：LK1100 电化学分析仪，天津兰力科 2：汞膜电极作工作电极，甘汞电极作参比电极及铂辅助电极组成三电极系统。 3：10ugmL-1镉离子标准溶液、 4：1mol/L KCl溶液 5：10-3mol/L Hgcl2 四、实验步骤 1：配制试液：移取水样25.00ml置于100ml烧杯中，分别加入1mol/LKCl溶液5ml，10-3mol/L Hgcl2溶液5ml,少许Na2SO3（s）。2：将未添加Cd2+标准溶液的水样置电解池中，放入清洁的搅拌磁子，插入处理好的电极系统。 3：打开仪器预热20分钟，打开电脑，打开LK1100电化学分析仪操作界面。 4：选择方法，溶出伏安法→差分脉冲溶出伏安法 5：设置参数， 6：实施实验： （1）用标准加入法测定水样两次，量出hx1和 hx2 , 计算hx的平均值 （2）加入Cd 2+标准溶液10ug mL-1 200uL 同样测定两次, 量出H1和 H2,计算H的平均值. 五、数据处理 1：列表记录所测定的实验结果。
差分脉冲阳极溶出伏安法测定溶液中金属 离子
差分脉冲阳极溶出伏安法 测定溶液中 Zn2+ Pb2+ Cd2+ 姓名：魏双李红欣宋杨张宝峰 班级：应用化学13-1 指导教师：田晓溪 摘要 随着工业的迅速发展，重金属污染已经成为日益严重的环境污染问题之一，由于重金属不易被生物代谢，容易
积蓄在生物体内，造成重金属中毒。因此，重金属的检测显得尤为重要。电化学中的溶出伏安法具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点，广泛地应用于重金属的检测。本论文采用采用差分脉冲溶出伏安法实现了水样中痕量铅、镉、锌的检测。详细研究了铅、镉、锌离子在玻碳电极上的电化学响应行为。实验结果表明：在pH =4.8缓冲溶液中，-1.4 V恒电位下搅拌，静置10 s后正向电位扫描，铅离子在-0.64 V左右出现阳极溶出峰，镉离子在-0.87 V左右出现阳极溶出峰，锌离子在-0.11 V左右出现阳极溶出峰。在最优化实验条件下，铅、镉、锌溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，实了水样中痕量铅、镉、锌离子的检测。 关键字：差分脉冲阳极溶出伏安法；电化学工作站 CHI832；三电极系统；锌；铅；镉。 1.前言： 1.1 重金属离子的危害 重金属元素铅和镉在水体中普遍存在且可长期蓄积危害人体健康。随着人类活动的加剧，环境污染严重，重金属污染事故频发。2005年广东北江流域的镉污染事故、2008年湖南湘江的镉污染事故、2009年陕西凤翔的血铅事件，以及2012年龙江的镉污染事故，都表明了加强对重金
属的监测和预警已成为我国环境监测的重点。铅和镉在线检测分析方法目前主要有分光光度法和电化学阳极溶出法。分光光度法易实现自动化，适合应用于在线分析仪，但其灵敏度不足，无法满足铅和镉的痕量分析；电化学溶出伏安法灵敏度高、设备结构简单，被广泛应用于重金属的在线检测中【1-5】。 金属离子镉(Cd2+)和铅(Pb2+)作为重金属污染源可以对生物机制产生毒性作用从而对人类身体健康造成了严重的威胁。其中 Pb 的毒性主要来源于其模仿功能，它可以占据细胞中 Ca 依赖蛋白中 Ca的结合位点(如钙调节蛋白和蛋白激酶 C)，导致相应的生理功能不可修复[6]。接触少量的 Cd2+，可以导致肾功能失调、骨质疏松、肺气虚、肝损伤和高血压等急性或慢性疾病[7-9]。因此探索灵敏、快速和简单的分析方法对于精确监控 Cd2+和 Pb2+的含量具有重要意义。 1.2 检测方法研究进展 目前通常使用的重金属检测方法一般有化学检测法和仪器分检测法．化学检测法通常是将待测样品与某种化学试剂直接发生化学反应，通过生成物的颜色。生成物在溶液中的聚集状态来判断．为了保证分析方法的顺利完成和分析结果的可靠性，即既无检失又无过度检出，所用的化
丝网印刷微电极的差分脉冲伏安法测定水中痕量铅 电化学溶出法的灵敏度介于原子吸收法和质谱法之间，且仪器易于小型化，操作简便，因此该法日益引人关注。其中，汞膜电极溶出法是最有效的测 Pb 2 +方法之一。但由于汞具有环境毒性，而本研究采用丝网印刷技术，自制了三电极合一的膜片式微电极，通过工作电极、参比电极和对电极的高度集成，解决了以往研究中三电极分散，不易操作及待测物用量大和易被干扰的问题，而且通过电极的一次性使用克服了固体膜电极表面无法更新的问题，达到实验中的完全无汞化。实验采用优化条件下的阴极富集-阳极溶出差分脉冲伏安法，检测了市售纯净水中的 Pb2 +含量。方法简单可靠，结果令人满意。 （1）仪器和试剂：CHI900型扫描电化学显微镜；HL2Ⅱ型扫描探针显微镜；网框(400mm ×300mm);丝网(44μm)；PVC板材(厚度 0. 5mm) ,晒版箱(自制 )；感光胶；导电银浆(GA21038)，导电碳墨(Electrodag 423ss)，银 /氯化银浆(C610037P7)；Pb2 +标准溶液(1.0 g/L)；醋酸、醋酸钾均为分析纯；石英二次重蒸水。 （2）电极条的制备和预处理：在计算机上用作图软件绘出印制过程中的各种图案，用激光打印机在透明胶膜上输出，得到所需的模板。然后，分步在 PVC 板材上用丝网印刷技术印刷银导电层、绝缘层、Ag/AgCl参比层及碳对电极层。每一步印刷之后，电极条置于 60℃的恒温烘箱内烘 12 h，最后得到印制好的电极条。取新裁好的电极条，将三电极接触点与CHI900电化学工作站的三电极接线端接好，在电极上滴加 150μL的 1.00 ×10 mol/L的醋酸溶液，在 - 0.50～- 0.30 V范围内用循环伏安法扫描 15次，扫速为 0.020 V/s,之后用二次重蒸水冲洗待用。 （3）样品的测定：标准及样品采用 pH =3.60的 1.00 ×10- 4mol/L的醋酸-醋酸钾缓冲溶液配制 ,在预处理后电极头部滴 60μL待测样品，均匀覆盖三电极，在 - 1.1V电位 (对于电极条上由丝网印刷的准 Ag/AgCl参比电极 )下富集10s后，用差分脉冲伏安法从 - 1.1 V扫至 - 0.20 V,记下 - 0.60～ - 0.50 V 处的峰电流。如果未特别指出 ,检测温度为18℃。 影响因素 （1）电极预处理方式的选择和电极的使用次数的影响：实验采用电化学方法进行电极预处理，由于峰电流随扫描次数的增多而增大；在 15次之后，峰电流减小。当扫描 5～15次，峰电流逐渐增大；当扫描 17～21次后，峰电流逐渐降低的现象。峰电流在扫描15次后达到最大值。电极使用后，表面被铅覆盖，原来的尖峰消失，这样就显著降低了电极的比表面，使反应变弱。再次测量，溶出峰迅速降低，而且再对电极进行电化学处理。 （2）缓冲液浓度、pH值的确定以及电压范围和扫描速度对峰电流的影响：由于是痕量测定，空白液中 Pb2 +含量的浓度要求尽量小。经过对不同浓度缓冲液的测定，1.00 ×10 - 4mol/L缓冲液中Pb2 +含量几乎不能检出，可作为测定用缓冲液。pH值对峰电流值的影响为峰电流值随pH值的增大而逐渐减小，在醋酸--醋酸钾缓冲溶液体系中，pH值为 3.60时峰电流值最大；当只有醋酸会导致峰电位不稳定和出现酸干扰峰问题，故进行实验的适宜 pH值为 3.60。当扫描在- 1.6～0 V范围时，负向扫描时,在- 0.90 V附近，溶液中的 Pb2 +在银工作电极上发生欠电位沉积，当扫至 - 1.1 V时 Pb2 +在 Ag电极上的阳极溶出峰最高。氧化溶出峰电位随扫速的增大而向正向移动同时峰电流增大。还原峰电位随扫速的增大
循环伏安法 1 定义：循环伏安法(Cyclic Voltammetry)以等腰三角形的脉冲电压加在工作电极上，控制电极电势以不同的速率，随时间以三角波形一次或多次反复扫描，使电极上能交替发生还原反应和氧化反应，记录电流-电势曲线。 单圈扫描：电位在初始电位维持一段平衡（静置）时间后，开始匀速变化（扫描速度为v=dE/dt），扫描到第1个换向电位后，某些仪器可维持在第1个换向电位一段时间，然后电位反向扫描到第2个换向电位，某些仪器也可维持在第2个换向电位一段时间，然后再扫描到最终电位）。多圈扫描：在初始电位起扫后，在第1、2个换向电位之间循环扫描多圈，最后扫描到最终电位。 初始电位、换向电位、扫描速度等是非常重要的实验设计参数。一般要求扫3圈（首圈效应+ 2、3圈的重现性检查）。 2 特点： Ⅰ：激励信号：施加的电压为三角波电压，双向扫描，分为氧化过程和还原过程，氧化态电势高，还原态电势低。 Ⅱ：参数设置：两个可调参数为电位范围和扫描速度。设置电位范围时需根据溶液的初始条件设置起始电位，起始电位不应破坏溶液的
初始条件；若起始电位与溶液初始条件不一致，则在静置几秒内所发生的氧化还原反应未被记录。 Ⅲ：实验条件：进行循环伏安扫描时体系应处于静止状态，若搅拌则记录的图中不会出现峰，相反呈S型。 3 所得信息： Ⅰ：判断电极反应的可逆程度，依据为峰电流比及峰电势差，对于可逆体系：i pa/i pc1；E pa/E pc2.3RT/nF。 Ⅱ：判断电极表面的修饰情况，峰电流大说明电极传递电子能力较强。但这只能定性判断，实际循环伏安图中，存在充电电流的影响，因此CV峰电流测量不太容易精确。 Ⅲ：判断其控制步骤和反应机理，若i p∝v，则此过程为表面控制，发生在电极表面；若i p∝v1/2，则此过程为扩散控制，发生在 溶液中。 循环伏安法可作用于可逆的电极过程，也可作用于不可逆或准可逆的电极过程以及各种伴随航行反应的过程，不同的电极过程分别阳极峰电势E pa和阴极峰电势E pc，并给出峰电位差△E p和峰电流之比。 对于可逆波，E pc=E1/2-1.109RT/nF E pa=E1/2+1.109RT/nF △Ep=2.219RT/nF=58/n mV(25℃) 4.应用： 循环伏安法最为重要的应用是定性表征伴随氧化还原反应的前行或后行化学反应。这些化学反应的发生直接影响了电活性组分的表面浓度，出现在许多重要的有机和无机化合物的氧化还原过程中。循环伏安法也能够用于评价电活性化合物的界面行为。基于峰电流的测定，循环伏安法也可应用于定量分析，需要适当的方法确定基线。扣除背景的循环伏安可用于测定较低浓度的物质。
CHI600C系列电化学分析仪/工作站 CHI600C系列为通用电化学测量系统。内含快速数字信号发生器，高速数据采集系统，电位电流信号滤波器，多级信号增益，iR降补偿电路，以及恒电位仪／恒电流仪（660C）。电位范围为±10V，电流范围为±250mA。电流测量下限低于50pA。可直接用于超微电极上的稳态电流测量。如果与CHI200微电流放大器及屏蔽箱连接，可测量1pA或更低的电流。如果与CHI680大电流放大器连接，电流范围可拓宽为±2A。600C 系列也是十分快速的仪器。信号发生器的更新速率为5MHz，数据采集采用16位高分辨模数转换器，速率为1MHz。某些实验方法的时间尺度可达十个数量级，动态范围极为宽广。循环伏安法的扫描速度为500V/s时，电位增量仅0.1mV，当扫描速度为5000V/s时，电位增量为1mV。又如交流阻抗的测量频率可达100KHz，交流伏安法的频率可达10KHz。仪器可工作于二，三，或四电极的方式。四电极可用于液/液界面电化学测量，对于大电流或低阻抗电解池（例如电池）也十分重要，可消除由于电缆和接触电阻引起的测量误差。仪器还有外部信号输入通道，可在记录电化学信号的同时记录外部输入的电压信号，例如光谱信号等。这对光谱电化学等实验极为方便。 CHI600C系列是CHI600A系列和CHI600B系列的改进型。与CHI600A系列相比，硬件采用了快数十倍的处理器，更快速的放大器，更快速的模数转换器和数模转换器。这提高了仪器的频率响应和采样速度。交流阻抗高频段响应得到了改善。计时电量法加上了模拟积分器。仪器还增加了一个16位高分辨高稳定的电流偏置电路以达到电流复零输出，亦可用于提高交流测量的电流动态范围。与CHI600B系列相比，原来的12位2.5MHz的模数转换器换成了16位1MHz的模数转换器。更高分辨的模数转换器具有更好的信噪比，也给出了灵敏度设置的更大动态范围。 CHI600C系列仪器的内部控制程序采用了FLASH存储器。仪器软件的更新不再需要通过邮寄并更换EPROM，而可以通过网络进行传送并通过程序命令写入。这使得软件更新更加快捷方便。 CHI600C系列增加了一些新的实验技术例如积分脉冲电流检测，多电流阶跃等。多电流阶跃允许12个电流设定并循环。现有的多电位阶跃也由6个电位的循环增至12个电位的循环。 CHI600C系列还允许升级为双恒电位仪。新的设计通过增加一块第二通道的电位控制，电流电压转换，多级增益和低通滤波器的电路板，便成了CHI700C系列的双恒电位仪。 CHI600C系列仪器集成了几乎所有常用的电化学测量技术。为了满足不同的应用需要以及经费条件，CHI600C系列分成多种型号。不同的型号具有不同的电化学测量技术和功能，但基本的硬件参数指标和软件性能是相同的。CHI600C和CHI610C为基本型，分别用于机理研究和分析应用。它们也是十分优良的教学仪器。CHI602C和CHI604C可用于腐蚀研究。CHI620C和CHI630C为综合电化学分析仪，而CHI650C和CHI660C 为更先进的电化学工作站。 CHI600C系列电化学分析仪/工作站的框图
伏安极谱法 一、选择题 1.极谱分析中在溶液中加入支持电解质是为了消除 ( ) (1)极谱极大电流 (2)迁移电流 (3)残余电流 (4)充电电流 2.溶出伏安法的灵敏度很高,其主要原因是 ( ) (1)对被测定物质进行了预电解富集 (2)在悬汞电极上充电电流很小 (3)电压扫描速率较快 (4)与高灵敏度的伏安法相配合 3.直流极谱法中将滴汞电极和饱和甘汞电极浸入试液中组成电解电池，两个电极 的性质应为 ( ) (1)两个电极都是极化电极 (2)两个电极都是去极化电极 (3)滴汞电极是极化电极，饱和甘汞电极是去极化电极 (4)滴汞电极是去极化电极，饱和甘汞电极是极化电极 4.二只 50mL容量瓶，分别为 (1)、(2)，在 (1)号容量瓶中加入 Cd2+未知液 5.0mL，测得扩散电流为 10μA，在 (2)号容量瓶中加入 Cd2+未知液 5.0mL，再 加0.005mol/LCd2+标准溶液 5.0mL，测得扩散电流为 15μA，未知溶液中 Cd2+的 浓度是多少(mol/L) ? ( ) (1) 0.0025 (2) 0.005 (3) 0.010 (4) 0.020 5.某金属离子可逆还原,生成二个极谱波,其直流极谱波的波高近似为1:2,请问 在单扫极谱中它们的峰高比近似为( ) (1)1:2 (2)<1:2 (3)>1:2 (4)相等 6.方波极谱法中采用225Hz的频率是为了满足方波半周期时间t与时间常数RC 有以下关系 ( ) (1)t=RC (2)t=3RC (3)t=4RC (4)t=5RC 7.某有机化合物在滴汞上还原产生极谱波Ｒ＋nＨ+＋nｅ-ＲＨn请问其 E ( ) 1/2 (1)与Ｒ的浓度有关 (2)与Ｈ+的浓度有关 (3)与ＲＨn的浓度有关 (4)与谁都无关
·137· 近几十年来，由于其易操作、成本低、灵敏度高、可携带和易构造等优点，人们致力于将识别元件和电子元件相结合开发电化学传感器和生物传感器。[1] 电化学传感器是通过测定目标分析物的电学或电化学性质，从而对其进行定性或定量分析。相比较于传统分析方法具有操作简单、成本低廉、分析速度快、适用于现场检测等优势。 图1所示为电化学传感器的工作原理：首先目标分析物在特定的电极表面发生电化学反应，产生的电化学信号通过信号转换元件转化为电信号，然后电化学检测仪将接受到的电信号进行放大、滤波和模数转换等处理，最后将处理完毕的信号送至计算机进行显示[2]。 图1 电化学传感器的工作原理示意图 电化学传感器。通常由电极组成，根据电极在传感器中所起的作用，可以将电极分为三种：参比电极、对电极（和工作电极。其中参比电极是一类用来测量电极电位时作为参照基准的电极，理想的参比电极应具有重现性好、结构简单、电位稳定、容易制作和使用寿命长等特点。 1 电化学传感器的分类 电化学传感器检测的信号有电位、电流、电阻、电容和频率等，这些电化学信号变化可以直接测量得到。按照电化学响应机理的不同可以把电化学传感器分为电流型、电位型、电导型等电化学传感器。1.1 电流型传感器 通过施加一定的电压测量其响应电流，对被测物质进行定量检测的一种电化学传感器。电流分析法的电流常选择有限值，电压波可以是脉冲、线性或方波等复合形式、施加电压的扫描防线可正可负。电流分析法根据分析技术的不同分为循环伏安法、时间-电流曲线法和差分脉冲伏安法等。这种传感器使用的电化学分析仪器通常为三电极系统：工作电极、参比电极和辅助电极。1.2 电位型传感器 这种传感器的工作原理是在电极平衡时，测定指示电极与参比电极的电位差与响应离子活度的对数的线性循环伏安法在新型电化学传感器中的应用 王雪飞，赵思晴，杨 丹，王智健，陆新华 （南京科技职业学院，江苏 南京 210048） 摘 要：循环伏安法是电化学方法中最常用的实验技术，具有进样量少、分析时间短、灵敏度高、环保、成 本较低等优点。电化学传感器是通过测定目标分析物的电学或电化学性质，从而对其进行定性或定量分析。相比较于传统分析方法具有操作简单、成本低廉、分析速度快、适用于现场检测等优势。 关键词：循环伏安法；电化学传感器；化学应用 中图分类号：TQ127.11 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）01-137-02 动挡时，手动挡指示灯亮，可手动调节电磁振动给料机振幅（给料量）；当在自动挡时，自动挡指示灯亮，此时电磁振动给料机与磨粉机联锁，电磁振动给料机振幅（给料量）与磨粉机电流成反比关系，即当磨粉机电流增大时，电磁振动给料机振幅（给料量）减小，当磨粉机电流减小时，电磁振动给料机振幅（给料量）增大，磨粉机电流超过70A 时，电磁振动给料机停止工作，磨粉机电流低于60A 时，电磁振动给料机自动工作。 停磨粉机时电磁振动给料机自动停止。 3 应用效果 根据180kt/a 磷铵装置生产负荷600t/d 来计，不同产品对不合格品的添加情况为同色不合格品约5t/h ；杂花不合格品约为产量的1~3t/h 左右；颜色差异大的杂花不合格品约为产量的1~3t/h。自2016年11月磨粉系统投用以来，经过不断调试，磨粉系统班产细粉量约为3-3.5t/班（每班7小时计），细粉细度20-80目约为80%，可通过进料量、风机进口风门开关大小调节产量和成品细度。通过以上不合格品混合或单独经过磨机磨成细粉， 作为系统返料从干线添加，高压磨粉机的能力能满足处理要求。 4 结语 此项目虽未有直接经济效益，但是，增加1套高压中速磨粉机设备，完善了装置工艺硬件设施；不合格品磨成细粉后添加，可以腾空仓储货位，对不合格品的重复利用；对分公司生产组织、仓储货位及资金周转有一定的缓解。 参考文献： [1] 李治宝.中速磨煤机密封风系统的优化[J].电站辅机,2017, 38(03):40-43. [2] 段华丽.磷酸二铵生产工艺的设计改进分析[J ].化工管 理,2016(20):239. 收稿日期：2017-12-15 作者简介：邹扬（1987-），男，云南开远人彝族，本科，助理工程师，研究方向：化工设备管理与应用。
. A AAS 原子吸收光谱法 AES 原子发射光谱法 AFS 原子荧光光谱法 ASV 阳极溶出伏安法 ATR 衰减全反射法 AUES 俄歇电子能谱法 C CEP 毛细管电泳法 CGC 毛细管气相色谱法 CIMS 化学电离质谱法 CIP 毛细管等速电泳法 CLC 毛细管液相色谱法 CSFC 毛细管超临界流体色谱法 CSFE 毛细管超临界流体萃取法 CSV 阴极溶出伏安法 CZEP 毛细管区带电泳法 D DDTA 导数差热分析法 DIA 注入量焓测定法 DPASV 差示脉冲阳极溶出伏安法 DPCSV 差示脉冲阴极溶出伏安法 DPP 差示脉冲极谱法 DPSV 差示脉冲溶出伏安法 DPVA 差示脉冲伏安法 DSC 差示扫描量热法 DTA 差热分析法 DTG 差热重量分析法 E EAAS 电热或石墨炉原子吸收光谱法 ETA 酶免疫测定法 EIMS 电子碰撞质谱法 ELISA 酶标记免疫吸附测定法 EMAP 电子显微放射自显影法 EMIT 酶发大免疫测定法 EPMA 电子探针X射线微量分析法 ESCA 化学分析用电子能谱学法 ESP 萃取分光光度法 F FAAS 火焰原子吸收光谱法 FABMS 快速原子轰击质谱法 FAES 火焰原子发射光谱法 FDMS 场解析质谱法 FIA 流动注射分析法
FIMS 场电离质谱法 FNAA 快中心活化分析法 FT-IR 傅里叶变换红外光谱法 FT-NMR 傅里叶变换核磁共振谱法 FT-MS 傅里叶变换质谱法 GC 气相色谱法 GC-IR 气相色谱-红外光谱法 GC-MS 气相色谱-质谱法 GD-AAS 辉光放电原子吸收光谱法 GD-AES 辉光放电原子发射光谱法 GD-MS 辉光放电质谱法 GFC 凝胶过滤色谱法 GLC 气相色谱法 GLC-MS 气相色谱-质谱法 H HAAS 氢化物发生原子吸收光谱法 HAES 氢化物发生原子发射光谱法 HPLC 高效液相色谱法 HPTLC 高效薄层色谱法 I IBSCA 离子束光谱化学分析法 IC 离子色谱法 ICP 电感耦合等离子体 ICP-AAS 电感耦合等离子体原子吸收光谱法ICP-AES 电感耦合等离子体原子发射光谱法ICP-MS 电感耦合等离子体质谱法 IDA 同位素稀释分析法 IDMS 同位素稀释质谱法 IEC 离子交换色谱法 INAA 仪器中子活化分析法 IPC 离子对色谱法 IR 红外光谱法 ISE 离子选择电极法 ISFET 离子选择场效应晶体管 L LAMMA 激光微探针质谱分析法 LC 液相色谱法 LC-MS 液相色谱-质谱法 M MECC 胶束动电毛细管色谱法 MEKC 胶束动电色谱法 MIP-AAS 微波感应等离子体原子吸收光谱法MIP-AES 微波感应等离子体原子发射光谱法MS 质谱法