硝酸根离子电极的研究和开发.doc

摘 要:硝酸盐是水中含氮有机物最终分解的产物，是最稳定的氮化合物，其广泛存在于工业、生活以及生态环境中，大量研究表明过量的硝酸根不仅会造成水污染而且会危害人的身体健康．因此，建立一种简单、快速和准确的硝酸盐测量方法是很有必要的．目前硝酸根的测量方法有很多，但是离子选择电极法因其具有样品用量少，快速准确，操作简便等优点备受关注．本研究以能斯特方程为原理，离子选择电极为方法，研究出了一种基于PVC膜的硝酸根离子选择电极，并取得了较满意的结果．本研究的主要内容如下：

1)研究与开发了基于PVC膜的硝酸根离子选择电极．研究了不同的活性物质和增塑剂两两混合构成敏感膜来提高电极的选择性．实验结果表明以四十二烷基溴化铵(TDDAB)为活性物质，邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)为增塑剂制得的电极在溶液中电极电位呈现近能斯特响应，线性响应范围宽，响应斜率为-54.8mV/dec，线性范围为1×10-5~1×10-1．活性物质TDDAB与增塑剂DOP混合制成的电极为选择性相对最佳的硝酸根离子选择电极．

2)对硝酸根离子选择电极进行了进一步的研究．以四十二烷基溴化铵(TDDAB)为活性物质，邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)为增塑剂制成电极的新敏感膜．探究活性物质、增塑剂以及PVC粉末按不同比例合成的敏感膜对电极性能的影响．TDDAB、DOP与PVC按质量比为2wt%:65wt%:33wt%混合组成相对最优的敏感膜．电极在硝酸根浓度为10-5~10-1mol/L，pH为3~8.3的范围内的响应特性近似为能斯特响应，电位斜率可达到-54.9mV/dec，检测下限为3×10-6 mol/L，最大的响应时间为34s，电极的稳定性及重复性也比较好．其他离子对NO3-的选择系数均很小，电极对硝酸根有较好的选择性．

本研究的电极可以满足一般水质中硝酸根离子浓度检测的要求．

关键词：硝酸根；离子选择电极；能斯特方程；活性物质；增塑剂

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1研究背景-1

1.2国内外发展概况-1

1.3研究方法及待解决问题-1

1.3.1 研究方法-1

1.3.2待解决问题-2

1.4研究方案-3

1.5文章主要内容-3

第2章 离子选择电极-5

2.1测量原理-5

2.2离子选择电极的性能参数-6

2.3本章小结-9

第3章 基于PVC膜的硝酸根离子选择电极的研究与开发-11

3.1引言-11

3.2实验操作-11

3.2.1器材和试剂-11

3.2.2电极的制作及测量-11

3.3结果与讨论-13

3.3.1活性物质对电极性能的影响-13

3.3.2增塑剂对电极性能的影响-14

3.4本章小结-14

第4章基于PVC膜的硝酸根离子选择电极的进一步研究-17

4.1引言-17

4.2实验操作-17

4.2.1器材和试剂-17

4.2.2电极的制作及测量-17

4.3结果与讨论-18

4.3.1电极电位的响应特性-18

4.3.2电极电位响应时间、稳定性及重现性-19

4.3.2.1响应时间-19

4.3.2.2稳定性-20

4.3.2.3重现性-20

4.3.3溶液pH对电极性能的影响-21

4.3.4电极的选择性-21

4.4本章小结-22

第5章结论与展望-23

5.1结论-23

5.2展望-23

参考文献-25

致谢-27