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金刚石薄膜材料在水中重金属离子痕量检测方面的研究
2016-05-20  |          【 】【打印】【关闭

  饮用水安全是关系国际民生的大事。由于我国工业化进程加剧,重金属离子包括锌、铬、铅、铜、银、汞、金等排放到江河湖流中对饮用水造成污染。世界卫生组织(WTO2011年在最新出版的饮用水水质标准里明确指出当重金属离子超过一定浓度时将会对人体健康造成危害,而这样的浓度往往是微量的甚至达到µg/L,因此检测水中痕量重金属离子对于人类身体健康具有重要意义。目前,主要采用光谱方法进行重金属离子的检测,但是这些方法测试过程复杂、测试设备昂贵,不适合实地监测。电化学方法具有灵敏度高、操作简便、可实现实时环境检测等优点,是未来检测重金属离子重点发展方向。金刚石具有宽的电化学势窗和低的背景电流,同时其化学性质稳定,与金属离子不发生反应,是一种很好的电化学电极材料。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室功能薄膜与界面研究部姜辛研究员和黄楠博士所在小组利用金刚石作为电化学电极采用阳极溶出伏安法针对中水中痕量重金属离子进行快速检测。

  通过精确控制金刚石及其复合材料纳米电极结构,获得电化学窗口为~3.1 V的电极,并且在水中和有机溶液中均具备很好的电化学响应;利用透射电子显微镜和电化学方法研究电极表面和界面结构及其与电化学性能关系;利用金刚石基纳米阵列电极,采用阳极溶出伏安法对水中的银离子和铜离子进行检测,获得的极限浓度分别达到5.8 ppb5.6 ppb,满足世界卫生组织对这两种重金属离子的安全规定。另外该课题组还首次利用碳化硅薄膜对水中重金属离子进行痕量检测,也取得了重要成果。(Sensors and actuators B: chemical 231 (2016) 194-202Electrochemistry Communications 41 (2014) 5-7

1. 不同浓度Cu2+ab)和Ag+ cd)溶液的阳极溶出差分脉冲伏安曲线和相应的工作曲线;(eCu2+Ag+阳极溶出差分脉冲伏安曲线。

功能薄膜与界面研究部

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