氨氮、亞硝態(tài)氮電極的制備及應(yīng)用.pdf

1、本論文采用包埋法和熱封接技術(shù)相結(jié)合，即金屬絲尖端包裹一層玻璃絕緣層來制作電極，電極與玻璃管的粘連部分用加熱的方法來完成，露出的金屬絲尖端表面積即為電極表面積。研究制備出的鉑微電極和鉑常規(guī)電極尖端直徑分別為70um和0.5mm。微電極與常規(guī)電極各有優(yōu)劣：1）微電極比常規(guī)電極的靈敏度和檢測準(zhǔn)確度高，2）微電極能夠無擾動(dòng)地測量微環(huán)境中的理化參數(shù)并且能夠使微生態(tài)環(huán)境中的被測點(diǎn)不被破壞，3）常規(guī)電極其物理強(qiáng)度在微電極之上，穩(wěn)定性高，制作更為簡單。

2、通過電化學(xué)表征和抗干擾能力檢測，表明所制備的微電極和常規(guī)電極都具有很好的穩(wěn)定性和電化學(xué)活性，能夠用于電化學(xué)分析和電化學(xué)修飾以擴(kuò)展其功能。
　　電化學(xué)修飾是通過賦予電極表面具有特定性能的功能團(tuán)，從而使電極反應(yīng)速度加快，提高電極選擇性和靈敏度。本文采用計(jì)時(shí)電流法來進(jìn)行電極的電化學(xué)修飾，將鉑電極置入0.04M的氯鉑酸中，在-0.31V(vs.Ag/AgCl)的電位下沉積100s。利用掃描電子顯微鏡觀測了不同沉積時(shí)間Pt電極表面形貌，探討

3、了電極的表面結(jié)構(gòu)對于其電化學(xué)活性的影響：均勻、整齊以及緊密的鉑納米顆粒沉積在工作電極表面可以最大程度地增加此修飾電極的電催化活性；當(dāng)電化學(xué)沉積為100s時(shí)，納米鉑顆粒能夠很好的沉積在鉑電極上。通過循環(huán)伏安法表征了修飾電極的電化學(xué)活性，發(fā)現(xiàn)修飾后的鉑微電極和鉑常規(guī)電極分別對氨氮和亞硝態(tài)氮有很好的線性響應(yīng)，因此說明能夠分別對氨氮及亞硝態(tài)氮做定量分析。
　　氨氮與亞硝態(tài)氮過量都會(huì)引起水體富營養(yǎng)化，危害人類健康，如何快速、準(zhǔn)確直接監(jiān)測水體

4、中的氨氮或是亞硝態(tài)氮含量成為了關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。由于電化學(xué)方法在測試溶液離子濃度時(shí)，不需要進(jìn)行樣品的預(yù)處理，并且具有高的選擇性、能直接或間接氧化和還原、可抑制副反應(yīng)減少污染物的產(chǎn)生、簡單方便等優(yōu)點(diǎn)，本研究決定采用功能化后的nPt/Pt微電極直接測試溶液中氨氮濃度，nPt/Pt常規(guī)電極測試溶液中亞硝態(tài)氮濃度。
　　nPt/Pt微電極通過使用循環(huán)伏安法測試了相同濃度不同 pH值下的硫酸銨的峰值電流，當(dāng)硫酸銨為堿性時(shí)沒有響應(yīng)電流的產(chǎn)生，

5、酸性條件下，pH值越小，峰值電流越大，說明nPt/Pt電極在硫酸銨溶液中電化學(xué)氧化的是NH4+，而并非是NH3；測量氨氮濃度時(shí)需保證待測溶液的pH值一致，本文決定在溶液pH=3的條件下來測試氨氮濃度。使用循環(huán)伏安法對制備好的6個(gè)pH=3的硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測試，得到峰值電流對溶液中氨氮濃度應(yīng)答曲線圖，相關(guān)系數(shù)為0.998，表明該氨氮檢測裝置能夠用于對氨氮作定量分析，并且不受干擾離子的影響。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出此電極檢測氨氮濃度的檢測限為4.

6、5×10-4M。
　　nPt/Pt常規(guī)電極測試亞硝態(tài)氮濃度的方法與測試氨氮的相同，使用循環(huán)伏安法對制備好的6個(gè)亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測試，得到峰值電流對溶液中亞硝態(tài)氮濃度應(yīng)答曲線圖，相關(guān)系數(shù)為0.996，表明該檢測裝置能夠用于對亞硝態(tài)氮作定量分析，并且不受干擾離子的影響。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)得出此電極檢測亞硝態(tài)氮濃度的檢測限為0.3×10-4M。用所制備的亞硝態(tài)氮電極測試UASB反應(yīng)器厭氧氨氧化剛穩(wěn)定階段的出水亞硝酸鹽濃度，并用常用的N-(