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第25卷第9期
传感技术学报
Vol 25 No 9
2012年9月
CHINESE JOURNAL, OF SENSORS AND ACTUATORS
Sep.2012
Study on Sensor of Nitrate Based on Copper Plated Electrode
HE Mengmeng, SONG Xiaojuan, YANG Huizhong
Key Laboratory of the Minis ofedwaion for danced Control in Light Industry Process, Jiangnan Universiy, Wuxi Jiangsu 214122, China)
Abstract: A method based on square wave voltammetry(SWV) to modify glassy carbon electrode with freshly copper to
determinate nitrate was described. The parameters such as the electrolyte concentration and the PH of the test solution
had significant effects on the corresponding reduction current density. The electrode showed a good linear response of
reduction current density to nitrate ions concentration. The experiment results demonstrated that the proposed electrode
showed high sensitivity which was O.292A/(mo/)within a concentration range of 10 wmoll-1000 wmol/L
(R=0. 9991), and was00225a/(mol/)in the range of 1 0 wmoll-5500 wmo/L(R=0.9922). Interference
analysis with 7 kinds of ions(NO,, CI,, HPO: , CO: S0, H, PO, PO, )commonly found in surface water indica
ted that the electrode in this paper had good selectivity to NO3 The electrode developed by SWV was important for
further study of monitoring nitrate ions in natural water
Key words: Nitrate ion sensor; square wave voltammetric metbod; catalytic reduction copper film
EEACC: 7230 J
doi:10.3969/j.is.1004-1699.2012.09.008
基于铜修饰硝酸根传感器的研究
何蒙蒙,宋小娟,杨慧中
(江南大学轻工过程先进控制重点实验室,江苏无锡214122
摘要:基于方波伏安法制备铜层修饰玻碳电极,同时利用新鲜的敏感铜膜催化还原硝酸根。讨论了电解质及pH值等参数
对硝酸根还原电流的影响。硝酸根离子的浓度与还原电流密度呈良好的线性关系,峰电流与硝酸根离子浓度在10umol/L
1000mol/L浓度范围内,灵敏度为0.0292A/(molL),线性度为0.999;在1000mol/L~5500mol/L浓度范围内,灵敏
度为0.0225A/(molL),线性度为0.992。考察了NO2,CI,HPO,CO03,S04,H2PO4,PO,等水体中常见离子对铜镀电
极的干扰性,电极表现出较好的抗干扰性。此电极对应用于环境水质中硝酸根含量的检测有重要意义。
关键词:硝酸根传感器;方波伏安法;催化还原;铜膜
中图分类号:TP212.2
文献标识码:A
文章编号:1004-1699(2012)09-1216-05
在自然界中,硝酸盐广泛存在于土壤、水体、蔬法。其中电化学方法具有操作简单,灵敏度高和
菜和食物中。硝酸盐易与人体内的铁红蛋白发生反检测快速等优点而受到了人们的重视。根据电子转
应引发消化道癌症或者肝癌等疾病,且过量的氮含移动力学,硝酸根的还原电位太负,且硝酸根在未经
量可以引起水质富营养化,导致水生生态系统紊乱,修饰的裸电极上直接检测有一定的困难,易导致测
水生生物种类减少,多样性受到破坏。因此,人们对量灵敏度低,重复性差。因此,人们采用了一些敏感
水体中的硝酸盐含量特别关注。根据世界卫生组织性物质对电极进行修饰,如铜?、锡?、钯、
规定日常饮用水中硝态氮含量(NーNO3)不能超过铅2、银5、铜合金6?、聚吡咯纳米线"8-?等
11mg/L。我国规定皿类饮用水的标准为低于硝材料。由于铜具有价格低廉,电催化性较好,易于电
酸盐氮20mg/L(GB/T4848-93)。因此,研制快沉积等优点而受到了研究者的青睐。
速、灵敏的硝酸盐传感器是现在的研究热点。
很多研究的重点都集中在对电极的基体材料选
有关对硝酸盐氮的测定已有很多文献报道,
择或是铜沉积的方法上,多为采用循环伏安法或
般采用分光光度法2,荧光测定法?、拉曼法“、离是恒定电位法在电极表面修饰铜层之后再集中
子色谱法,离子选择性电极法0?和电化学催化在测试液中测量,这种弊端在于沉积铜极易在含氧
项目来源:江南大学博土研究生科学研究基金项目( JUDCF12030);高等学校学科创新引智计划项目(B12018)
收稿日期:2012-05-04修改日期:2012-08-03