基于石墨烯气凝胶的全固态硝酸根离子选择性电极研究

全固态离子选择性电极的结构在许多制备和应用方面具有明显优势。但由于固态界面上缺少有效的离子-电子转化导致其在电位稳定性上表现较差,无法保证各界面电势的稳定性而限制了全固态离子选择性电极的应用。因此,提出使用具有三维结构的石墨烯气凝胶(GAs)作为有效的固态转接层材料,用于调节离子载体基选择性聚合膜玻碳电极基底之间的离子-电子转化,基于这一原理制备了高性能全固态硝酸根离子选择性电极。通过透射电子显微镜表征其形貌特征;将其滴涂于玻碳电极表面形成GAs修饰电极,采用循环伏安法表征其电化学行为。在上述修饰电极表面覆上硝酸根离子选择性膜后制备新型的全固态离子选择性电极,通过电位水层测试、电位测量来表征其性能。GAs转接层的离子选择性电极对硝酸根离子展现出良好的能斯特响应和10~(-4.2)mol/L的检测下限,这为实现硝酸根离子现场即时检测提供了可能。     

纳米三氧化二铁修饰玻碳电极测定痕量Hg~(2+)的研究

构建了一种基于纳米三氧化二铁修饰玻碳电极的电化学传感器,采用差分脉冲溶出伏安法研究痕量Hg~(2+)在该传感器上的电化学响应行为。实验结果表明,在0.1 mol/L的KCl中,纳米三氧化二铁修饰电极在+0.144 V出现一个强而尖锐的溶出峰,说明修饰电极能有效增强Hg~(2+)的溶出伏安信号。在富集电位-1.2 V,富集时间300 s的最优测试条件下,Hg~(2+)溶出峰电流与其浓度在3~13μg/L的范围内,呈现良好线性关系,线性相关系数r~2=0.993 6,检测限为0.18μg/L。将该电极用于青提汁中的检测,回收率为95.2%~100.7%,表明该制备简单的修饰电极灵敏度高、操作方便,具有良好的实际应用价值。     

利用农业废弃物处理重金属离子废水的研究进展

利用农业废弃物处理重金属离子废水是一种新型有效的方法,它具有低成本、高效率、可再生等优势,具有广阔的发展空间.近年来,各种农业废弃物对废水中重金属离子的去除效果得到了广泛的研究,但始终未对其进行系统的总结.为此,结合当前国内外研究进展,概述了农业废弃物处理重金属离子废水的吸附机理和吸附模型,并且详细总结了各种农业废弃物对铅、镉、镍、铜、锌、锰、汞等重金属离子的吸附处理效果,以期为进一步提升农业废弃物处理重金属离子废水的性能提供一定的理论指导.     

基于纳米金粒子比色法的汞离子检测方法

提出了一种基于纳米金粒子比色法的汞离子检测方法,采用铋试剂-Ⅱ修饰的纳米金粒子胶体悬浮液检测汞离子。汞离子与铋试剂-Ⅱ选择性配位,使纳米金粒子胶体悬浮液反团聚,汞离子浓度与溶液吸光度呈一定的线性关系,线性范围为0.05μg/L～1mg/L,相对标准偏差为1.98%~3.52%。在实验条件下,采用Savitzky-Golay一阶导数对连续投影算法提取的特征波长进行了预处理,通过线性支持向量机回归模型进行建模与分析,该模型具有良好的自预测能力和实际预测能力。校正集的相关系数为0.9685,均方根误差为0.0412mg/L,验证集的相关系数为0.9600,均方根误差为0.0434mg/L。本文方法为提高汞离子浓度的检测效率提供了有效支持。     

基于分子印迹碳纳米管修饰电极快速测定水中抗生素

将表面分子印迹聚合物和碳纳米管有机结合起来,发展了氧氟沙星分子印迹碳纳米管修饰电极快速测定水体中的氧氟沙星.在最优条件下(pH值为4.0,富集时间为10min,富集电压为0~0.2V),循环伏安响应峰电流与氧氟沙星浓度成线性关系,线性范围为0.1~5μmol/L,检出限(S/N=3)为0.01μmol/L.修饰电极具有良好的测量重现性和稳定性,用该方法测定自来水中添加的不同浓度的氧氟沙星,回收率为81.8%~110.8%,结果令人满意.     

覆膜沟灌下土壤水氢氧同位素分布特征及其水分运动规律研究

为深入探究沟灌覆膜条件下土壤水分运动规律及其转化机理,利用了稳定氢氧同位素技术分析了土壤水和膜下凝结水的同位素分布特征。表明,膜下凝结水富集~(18)O,富集程度明显高于由表层土壤蒸发而富集的重同位素;膜下表层土壤蒸发后凝结于膜下形成水珠的过程经历了重同位素贫化后再富集,之后凝结水发生二次蒸发,重同位素再次富集;覆膜沟灌下土壤水氧同位素随土壤深度呈梯度分布,垄上富集~(18)O比沟中显著;沟中蒸发前缘发生在0~10cm土层,土壤水直接以水汽分子形式扩散到大气中;垄上蒸发前缘主要发生在10~20cm土层,蒸发水汽分子通过土壤孔隙向上扩散,部分水汽分子被0~10cm的土壤水吸附并与其水分子发生交换进而扩散到土壤表面。     

基于电化学和虚拟仪器的土壤重金属检测系统研究

采用超声波辅助提取法对土壤样本进行快速前处理,以铋膜修饰丝网印刷电极作为传感器,结合差分脉冲阳极溶出伏安法对土壤浸提液中的铅和镉进行精确测量。检测仪器以Lab View平台软件为工作核心,结合MSP430单片机、恒电位电路、I/V转换电路、电磁阀和蠕动泵等硬件设备实现了对土壤浸提液的自动进样、电化学分析以及排液清洗等铅和镉的操作。针对实际土壤样本测量时可能产生的误差,分别采用了概率统计算法以及多次标准添加法加以消除。系统检测限分别达到2.6μg/L和1.8μg/L。对不同地区采集到的多个土壤样本进行分析,结果表明该系统具有检测精度高、重现性好、速度快、功耗低等优点,适合对农田土壤重金属进行快速检测和评估。     

离子液体/纳米Fe 3O 4修饰的丝网印刷电极重金属检测

设计了一种N-辛基吡啶六氟硝磷酸盐离子液体粘合纳米四氧化三铁修饰丝网印刷电极,结合方波阳极溶出伏安法实现了重金属镉、铅离子的同步检测。并用循环伏安法、交流阻抗法、方波溶出伏安法进一步研究修饰电极的电化学性能,表明采用离子液体/纳米四氧化三铁复合膜可有效提高丝网印刷电极的电子传递能力和有效面积,修饰电极对镉离子和铅离子显示出了良好的检测灵敏性。在最优检测条件下,修饰电极对镉离子和铅离子峰电流在浓度分别为0.2~35.0 μg/L和0.2～20.0 μg/L范围内呈现良好的线性关系,检测下限分别为0.06、0.1 μg/L（ S/N =3）。将该电极用于检测土壤和水样本中的重金属镉和铅,表现出较好的选择性和检测精度。     

多巴胺电化学修饰电极的研究与应用

多巴胺在人体中具有十分重要的作用,可以通过对多巴胺进行检测以确定人体的健康状况。随着科技的发展,近些年来已经开始推行和使用电化学修饰电极进行检测操作。基于对多巴胺检测现状的了解,结合电化学修饰电极检测多巴胺原理的研究,本文分析了电化学修饰电极在多巴胺检测中的应用情况,以期更好地推动该项技术的发展。     

芦丁在石墨烯/离子液体复合膜上的电化学行为研究

研究了N-辛基吡啶六氟硝磷酸盐（N-octylpyridinum hexafluorophosphate,OPFP）离子液体与新型碳纳米材料石墨烯（Graphene,GR）复合膜修饰玻碳电极,制备了一种新型的IL/GR/GCE电极用于检测芦丁香茶和药片中芦丁的浓度。并通过循环伏安法、阻抗谱和方波伏安法研究芦丁在IL/GR/GCE的电化学性能,表明离子液体优良的导电和粘合性能及石墨烯纳米材料大比表面积、高电子传递能力和强催化能力,极大地提高了电极电化学性能和检测响应。在最优检测条件下,方波伏安法测定发现其峰电流与芦丁浓度在0.05~11μmol/L范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数0.997,检测下限为0.01μmol/L（S/N为3）。将该修饰电极用于检测实际样品中芦丁的含量,表现出较强的抗干扰能力和良好的稳定性。     

焦家金矿土壤中汞的形态分布特征研究

采用改进的Tessier连续提取法分析了焦家金矿土壤中不同赋存形态汞的含量,阐述了金矿水平剖面土壤中不同形态汞的分布特征及相互转化规律。结果表明,土壤中汞主要以残渣态存在,不同形态汞平均含量依次为：残渣态＞腐殖酸结合态＞强有机结合态＞水溶态＞铁锰氧化物结合态＞碳酸盐结合态＞离子交换态;金矿对土壤中不同形态汞的影响显著,除碳酸盐结合态外,其他各形态汞都有在金矿附近富集的现象;非残渣态汞占总汞的27％左右,金矿土壤中的汞具有较大的生物可利用性;金矿附近土壤中活性较高的形态（离子交换态、水溶态、碳酸盐结合态及铁锰氧化物结合态）占总汞比例较低,活性较低的形态（腐植酸结合态及强有机结合态）占总汞比例较高。金矿开采活动可能对土壤中汞形态的分布造成影响。     

静电对残膜吸附作用的影响因素试验研究

静电对农田残膜具有吸附作用,可以用来进行残膜回收,以提高残膜回收机的收净率。为此,采用静电对残膜的吸附力作为评价指标,对静电残膜吸附力的影响因素进行了试验研究,考虑的影响因素主要有环境温度、环境湿度、电极和残膜间距、残膜污浊度及电场强度等。通过试验给出了以上各影响因素和静电残膜吸附力间关系的经验公式,分析了各因素的影响程度。本研究可供采用静电吸附作用原理开发残膜回收机的研发人员及其他科研人员参考。     

氮掺杂石墨烯修饰电极检测稻田水中重金属污染的研究

水稻是我国主要粮食作物,在粮食安全中占有极其重要的地位,镉(Cd~(2+))和铅(Pb~(2+))是稻田水中常见的重金属污染物,受到污染的水用于下游农田的灌溉,将进一步扩大重金属的污染,给人们食品安全和身体健康造成威胁,因此稻田水中重金属污染的检测非常重要。本文以差分脉冲阳极溶出伏安法,制备了氮掺杂石墨烯修饰的电极并使用该电极对稻田水溶液中镉(Cd~(2+))、铅(Pb~(2+))两种重金属的含量进行检测,并在华南农业大学跃进农场水稻田采集了水样,经过室内试验测得,该水样质量达标。     

基于二硫化钼的电容式土壤湿度传感器

[目的/意义]土壤中含水率直接影响农作物生长状态和产量。开发出一种可靠、高效的土壤湿度传感器对实施农田科学灌溉具有重要指导意义。[方法]本研究提出一种基于微加工工艺制备的二硫化钼电容式土壤湿度传感器,通过叉指电极上同一平面上的金电极阵列实现数个电容并联,表面修饰二硫化钼作为敏感层实现对土壤湿度的测量。通过计算及使用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件研究电极参数对电容敏感度的影响,最终确定电极参数使用10μm间距、75对叉指。[结果和讨论]在保证测量精度的前提下,大大缩小了传感器的体积,可以实现土壤湿度的原位动态监测。在室温下相对湿度值从11%变化到96%时,电容式土壤湿度传感器在200 Hz频率下的电容输出为12.13 pf～187.42 nF;当土壤含水量由8.66%增加到42.75%时,传感器的电容输出在200 Hz频率下由119.51 nF增长到377.98 nF,显示出较高的湿度灵敏度及较宽的敏感范围。[结论]本研究提出的土壤水分传感器有望实现原位长期监测电容式土壤传感器的电容变化,从而监测土壤湿度的变化。     

阳极溶出伏安法快速测定谷物中的镉含量

建立了一种阳极溶出伏安法快速测定谷物中的镉含量。样品经微波消解后,采用玻碳电极为工作电极,AgAgCl电极为参比电极,铂电极为对电极,测定谷物中镉含量,其检出限为0.4 μgL。采用标准加入法,平均回收率100%～104%;某一浓度样品同时测定6次,其变异系数2.43%。该方法稳定、快速和准确,可广泛用于粮食的安全事件应急监测。      

鱼油制备及EPA和DHA富集纯化技术研究进展

近年来,鱼油对人体的价值已经得到人们的普遍认同,从而也促进了鱼油工业的发展。本文根据国内外文献,对目前鱼油制备及EPA和DHA富集分离工艺进行了概述和总结。     

基于纸质微流控芯片的农药检测系统

针对当前农药检测手段仪器复杂、成本昂贵等问题,提出了一种基于纸质微流控农药检测方法。设计了具有自动进样、混合反应、电化学检测等功能的纸质微流控芯片,采用石墨碳、Ag/AgCl材料以及结合化学交联法制备了环状结构的丝网印刷酶电极,并利用循环伏安法对制备的酶电极进行了电化学表征,构建了一套基于酶抑制法的集成酶电极纸质微流控农药检测系统。最后建立了酶抑制率与对硫磷浓度的数学模型,并测试了酶电极的性能。实验结果表明,酶电极具有良好的制备重复性、稳定性和线性度。抑制率与对硫磷浓度的负对数在1.0×10~(-7)~1.0×10~(-5)g/mL范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为:I=158.82+21.11lg C,R~2为0.993,最低检出限为3.3×10~(-8)g/mL。所制备的酶电极微流控传感器抗干扰性较强,对对硫磷农药具有一定的选择性。加标回收率范围在95.8%~115.0%之间。     

Co含量对CoAPSO-5分子筛膜制备的影响

采用原位水热合成法在多孔α Al2O3上制备了连续致密的CoAPSO 5分子筛膜,并考察了Co含量对成膜过程的影响机制。通过XRD、SEM及ICP检测,证明所合成的为致密、均一、无取向CoAPSO 5分子筛膜,同时分析了合成液中进入分子筛的Co含量及其对CoAPSO 5分子筛膜的晶形、厚度及完备性的影响,并通过气体渗透法验证所合成的分子筛膜为无缺陷的。     

基于羧基化石墨烯-海藻酸钠复合材料的脱落酸电化学免疫传感器的构建及应用

脱落酸(Abscisic Acid,ABA)是一种重要的植物激素,在种子和芽休眠、器官大小控制、植物衰老和死亡等发育过程中发挥作用,同时调控植物的生物与非生物胁迫.为快速、准确地测定植物体内ABA的含量,本研究开发了一种新型的ABA免疫传感器.通过在电极表面修饰羧基化石墨烯(GR-COOH)及海藻酸钠(Sodium A...     

固定化反硝化聚磷菌除磷性能的研究

采用海藻酸钠和聚乙烯醇添加沸石包埋固定经富集培养的以反硝化聚磷菌为主的活性污泥,研究了固定化菌体的厌氧/曝气运行时间条件,考察盐度及Cr(Ⅵ)金属离子对生物除磷过程的影响。结果表明,厌氧时间为2.5 h,曝气时间为5.5 h。固定化菌体在盐度低于2%时能保持92%以上的除磷效率,而游离菌体在盐度大于1%时除磷效率开始下降,其除磷效率最高只能维持在85%左右;当废水中Cr(Ⅵ)金属离子浓度低于25 mg/L时,固定化菌体仍能保持90%以上的除磷效率,而游离菌体的除磷效率在Cr(Ⅵ)金属离子浓度高于10 mg/L时便迅速降低。固定化菌体的除磷性能显著优于游离菌体。