關(guān)于廢水中Pb(II)的高靈敏度、高選擇性準(zhǔn)確檢測(cè)安徽合肥研究院智能所再獲進(jìn)展

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近期，安徽合肥研究院智能所黃行九研究員研究團(tuán)隊(duì)利用分級(jí)多孔鈰鋯雙金屬氧化物納米材料對(duì)不同重金屬離子吸附速率的差異實(shí)現(xiàn)微污染物Pb(II)的高靈敏度、高選擇性檢測(cè)。該工作對(duì)于實(shí)現(xiàn)實(shí)際水樣中重金屬離子的選擇性及準(zhǔn)確檢測(cè)方面具有重要的科學(xué)意義，相關(guān)成果已發(fā)表在Elsevier的Sensors and Actuators B: Chemical雜志上(Sensors and Actuators B.2017.11.061)。

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　　a)Ce-Zr氧化物納米材料的SEM圖；b)Ce-Zr氧化物納米材料的TEM圖；c) Ce-Zr氧化物納米材料在N2中的吸脫附曲線及孔徑分布圖；d) Ce-Zr氧化物修飾電極檢測(cè)Pb(II)陽(yáng)極溶出伏安圖；e)檢測(cè)幾種不同重金屬離子的靈敏度與檢測(cè)限比較圖；f)Ce-Zr氧化物納米材料吸附Pb(II)后的高分辨XPS譜圖；g) Ce-Zr氧化物納米材料對(duì)不同重金屬離子的吸附速率的研究。

　　目前，盡管電化學(xué)方法已廣泛的應(yīng)用于重金屬離子的檢測(cè)并取得了許多研究成果，然而，在利用溶出伏安法檢測(cè)重金屬離子時(shí)(如Cu(II), Hg(II), Pb(II),Cd(II), Zn(II))，不同的重金屬離子之間能形成金屬間的化合物及在富集過(guò)程中不同的重金屬離子在修飾的電極表面的吸附會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，從而使得同時(shí)檢測(cè)多種重金屬離子時(shí)它們之間的干擾比較嚴(yán)重，無(wú)法準(zhǔn)確的檢測(cè)某種特定重金屬離子。因此，尋找能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性及準(zhǔn)確檢測(cè)某種特定重金屬離子一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性且有意義的工作。

　　針對(duì)以上所存在的問(wèn)題，課題組研究人員利用分級(jí)多孔鈰鋯雙金屬氧化物納米球(Ce-Zr)作為電極材料，借助其對(duì)重金屬離子的吸附作用，詳細(xì)研究了Ce-Zr氧化物納米球構(gòu)筑的電化學(xué)敏感界面對(duì)重金屬離子檢測(cè)的陽(yáng)極溶出伏安行為。研究結(jié)果表明，所提出的分析方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Pb(II)的高靈敏、高選擇性及高抗干擾檢測(cè)。同時(shí)，研究人員結(jié)合X-射線光電子能譜(XPS)技術(shù)及大量的吸附實(shí)驗(yàn)詳細(xì)深入的研究了Ce-Zr氧化物納米球選擇性檢測(cè)Pb(II)的可能機(jī)理。研究結(jié)果表明，不同重金屬離子在Ce-Zr氧化物納米球表面吸附的速率有很大的差異，在吸附很短的一段時(shí)間內(nèi)(< 150 s)，Ce-Zr氧化物納米球?qū)b(II)的吸附量遠(yuǎn)大于其他幾種離子，而由于電化學(xué)檢測(cè)富集時(shí)間比較短，電極材料表面吸附目標(biāo)物質(zhì)的量決定電化學(xué)溶出信號(hào)的高低，在溶出伏安分析的富集階段吸附更多的Pb(II)，從而還原沉積更多的Pb(0)到電極表面，進(jìn)而在溶出過(guò)程中獲得增強(qiáng)的電化學(xué)信號(hào)。因此，Ce-Zr氧化物納米球構(gòu)筑的電化學(xué)敏感界面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Pb(II)的高靈敏及高選擇性檢測(cè)。最后，所提出的方法用來(lái)檢測(cè)合肥望塘污水處理廠進(jìn)水口水樣中的Pb(II)，并獲得準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果與滿意的回收率，表明該分析方法具有檢測(cè)實(shí)際水樣中污染物Pb(II)的應(yīng)用潛力。

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　　該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院院長(zhǎng)基金等項(xiàng)目的支持。

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　　(原標(biāo)題：智能所關(guān)于廢水中Pb(II)的高靈敏度、高選擇性準(zhǔn)確檢測(cè)再獲進(jìn)展 )

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