专利名称：一种搅拌式镉还原棒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种镉还原棒，尤其是涉及一种以镀铜镉膜为还原介质，可在边搅拌的同时 边将水样中的硝酸盐还原为亚硝酸盐的搅拌式镉还原棒的制备方法。
技术背景镉柱还原法是目前测定硝酸盐(N03—)的常用方法，其过程为将一定粒径的镉粒浸泡 在一定浓度的012+溶液中，使镉粒镀上一层铜，然后装填在玻璃管内制成镉还原柱，将含有 硝酸盐的水样以一定流速通过镉还原柱，则硝酸盐被还原成亚硝酸盐，然后亚硝酸盐用对氨基苯磺酰胺重氮化，再与盐酸N-(l-萘基)乙二胺偶合，形成玫瑰红色的偶氮染料，于540nm处 进行测定，得到硝酸盐的含量。该方法虽对硝酸盐具有较高的还原效率，但操作麻烦，空气 易进入镉柱产生气泡，导致还原效率不稳定，甚至损坏镉柱。张天慧等(张天慧，王海鹰， 黑龙江环境通报，2003，27(1):88-89)则直接将镀铜镉粒与待测硝酸盐样品混合，在振荡器中 振荡一定时间，从而将硝酸盐还原成亚硝酸盐，再利用分光光度法进行测定。该方法虽解决 了传统镉柱气泡的影响，但镉粒再生步骤时非常繁琐，难以回收使用。因此有必要发展新的 镉柱还原的操作方式。 发明内容本发明旨在提供一种以镀铜镉膜为还原介质，可在边搅拌的同时边将水样中的硝酸盐还 原为亚硝酸盐的搅拌式镉还原棒的制备方法。本发明的技术方案是以镉膜为还原介质，将其包裹在刻有凹槽的搅拌磁子上，镀铜后即 制得搅拌式镉还原棒，该棒可在搅拌的同时将水样中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，具有无需装 柱、操作简便，可多次重复使用，使用过程不会产生气泡等优点。本发明所述的搅拌式镉还原棒设有搅拌磁子，搅拌磁子上设有至少2道环形凹槽，在搅 拌磁子表面包裹一层镉膜。所述环形凹槽最好为2 36道。本发明包括以下步骤1) 搅拌磁子凹槽的刻制将搅拌磁子分别用有机溶剂和水清洗，干燥后，在搅拌磁子表 面制作至少2道环形凹槽，以便搅拌时允许水样品通过凹槽流动；2) 镉膜的预处理将镉膜置入酸溶液浸泡，除去镉膜上的氧化物，然后用水冲洗至中性;3) 镉膜在搅拌磁子上的包裹将预处理过的镉膜包裹在制作有凹槽的搅拌磁子上，制得 搅拌棒s4) 镉膜的镀铜将搅拌棒置于二价铜离子溶液中浸泡，在镉膜上镀一层金属铜，然后用 水漂洗镀铜镉膜，去除其表面残留的铜离子溶液，即得搅拌式镉还原棒。搅拌磁子的长度最好为0.5 5.0cm,搅拌磁子形状可为橄榄形或圆柱形等，有机溶剂可 选用乙醇、丙酮、甲醇等中的至少一种，环形凹槽最好2 36道。镉膜的厚度最好为0.025 1.0mm，镉膜的面积最好为1.0 30 cm2，按体积百分比，酸溶 液的浓度为1.0% 20%，浸泡的时间最好为0.5 10min,所述的酸最好为盐酸、硫酸或硝酸 等中的至少一种。按体积百分比，二价铜离子溶液的浓度最好为0.5% 10%，浸泡的时间最好为0.5 20 min，所述的二价铜离子溶液可用硫酸铜溶液、氯化铜溶液或醋酸铜溶液。本发明利用镀铜镉膜作为硝酸盐的还原剂，可在搅拌时将水样中的硝酸盐还原为亚硝酸 盐，具有制备简单、易操作、还原棒使用寿命长和使用中不会产生气泡等优点。实际应用中 可按需求制备长短、粗细不同的还原棒。
图1为本发明实施例2制得的搅拌式镉还原棒的结构示意图。图2为本发明实施例2中的酸处理后镉膜的SEM图。图3为本发明实施例2中的镀铜后镉膜的SEM图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。 实施例1O搅拌磁子凹槽的刻制取一0.5cm长橄榄型搅拌磁子，分别用甲醇，蒸馏水清洗，烘 干，然后在其表面刻2道凹槽。2) 镉膜的预处理取一厚度0.025mm，面积1.0cm2，置入1.0ml，浓度为1.0。/。(V/V)的 硫酸溶液中浸泡0.5min以除去镉膜上的氧化物，然后用水冲洗至中性。3) 镉膜在搅拌磁子上的包裹将上述预处理过的镉膜包裹在刻有凹槽的搅拌磁子上，制 得搅拌棒。4) 镉膜的镀铜将上述搅拌棒置于l.O ml浓度为0.5% (m/V)的氯化铜溶液中浸泡0.5 min， 使镉膜镀上一定的金属铜，然后用蒸馏水水轻轻漂洗镀铜镉膜，除去其表面的氯化铜溶液， 即得搅拌式镉还原棒。实施例2参见图1 3,搅拌磁子凹槽的刻制与实施例l类似，但清洗所用的有机溶剂为丙酮，搅拌 磁子l为圆柱型，长度3.0cm，刻槽12道。镉膜厚度为O.l mm，面积15cm2，用浓度为10。/。(V/V) 的盐酸溶液浸泡3min，除去其表面的氧化物，然后用蒸馏水冲洗至中性。将该镉膜包裹到刻 槽的搅拌磁子上制得搅拌棒。将该棒置入50 ml浓度为2.0。/。 (m/V)的硫酸铜溶液中浸泡1.0 min， 使镉膜上镀上一层金属铜，然后用蒸馏水轻轻漂洗镀铜镉膜2，除去残留的硫酸铜溶液，即得 搅拌式镉还原棒。图1给出本发明实施例2制得的搅拌式镉还原棒的结构示意图，图2给出本发 明实施例2中的酸处理后镉膜的SEM图，图3给出本发明实施例2中的镀铜后镉膜的SEM图。实施例3搅拌磁子凹槽的刻制与实施例l类似，但清洗所用的有机溶剂为乙醇，搅拌磁子为圆柱型， 长度5.0cm，刻槽36道。镉膜厚度为1.0mm，面积30cm2，用浓度为20% (V/V)的盐酸溶液浸 泡10min，除去其表面的氧化物，然后用蒸馏水冲洗至中性。将该镉膜包裹到刻槽的搅拌磁 子上制得搅拌棒。将该棒置入100ml浓度为10y。(m/V)的醋酸铜溶液中浸泡20min，使镉膜上 镀上一层金属铜，然后用蒸馏水轻轻漂洗镀铜镉膜，除去残留的醋酸铜溶液，即得搅拌式镉 还原棒。实施例4取含硝酸盐的水样100 ml，加入3 ml的NH4C1缓冲溶液调pH值至8.0，将实施例2的 搅拌式镉还原棒放入水样中，搅拌还原30min。取搅拌后水样的上清液50ml于比色管中，加 入1.0 ml 1% (m/V)的对氨基苯磺酰胺溶液，隔1.0 min后再加入1.0 ml 0.1% (m/V)的二盐酸-l-萘乙二胺溶液，显色，稳定5.0min后，用分光光度计在540nm处进行检测，测定吸光值。实施例5取深沪湾水样100 ml，用滤纸过滤后，加入3ml的NH4C1缓冲溶液调pH值至8.0，将实 施例2的搅拌式镉还原棒放入水样中，搅拌还原30min。取搅拌后水样的上清液50ml于比色 管中，加入1.0 ml 1% (m/V)的对氨基苯磺酰胺溶液，隔1.0 min后再加入1.0 ml 0.P/o(m/V)的 二盐酸-l-萘乙二胺溶液，显色，稳定5.0min后，用分光光度计在540nm处进行检测，测得 吸光值为0.424。
权利要求
1.一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)搅拌磁子凹槽的刻制将搅拌磁子分别用有机溶剂和水清洗，干燥后，在搅拌磁子表面制作至少2道环形凹槽，以便搅拌时允许水样品通过凹槽流动；2)镉膜的预处理将镉膜置入酸溶液浸泡，除去镉膜上的氧化物，然后用水冲洗至中性；3)镉膜在搅拌磁子上的包裹将预处理过的镉膜包裹在制作有凹槽的搅拌磁子上，制得搅拌棒；4)镉膜的镀铜将搅拌棒置于二价铜离子溶液中浸泡，在镉膜上镀一层金属铜，然后用水漂洗镀铜镉膜，去除其表面残留的铜离子溶液，即得搅拌式镉还原棒。
2. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于搅拌磁子的长度为 0.5 5.0cm。
3. 如权利要求1或2所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于搅拌磁子为橄榄 形搅拌磁子或圆柱形搅拌磁子。
4. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于有机溶剂选自乙醇、 丙酮、甲醇中的至少一种。
5. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于环形凹槽为2 36道。
6. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于镉膜的厚度为 0.025 1.0mm;镉膜的面积为1.0 30 cm2。
7. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于按体积百分比，酸 溶液的浓度为l.O % 20%，浸泡的时间为0.5 10 min。
8. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于所述的酸为盐酸、 硫酸或硝酸中的至少一种。
9. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于按体积百分比，二 价铜离子溶液的浓度为0.5% 10%，浸泡的时间为0.5 20min。
10. 如权利要求l所述的一种搅拌式镉还原棒的制备方法，其特征在于所述的二价铜离子 溶液为硫酸铜^^.液、氯化铜溶液或醋酸铜溶液。
全文摘要
一种搅拌式镉还原棒的制备方法，涉及一种镉还原棒。提供一种以镀铜镉膜为还原介质，可在边搅拌的同时边将水样中的硝酸盐还原为亚硝酸盐的搅拌式镉还原棒的制备方法。将搅拌磁子分别用有机溶剂和水清洗，干燥后，在搅拌磁子表面制作至少2道环形凹槽，以便搅拌时允许水样品通过凹槽流动；将镉膜置入酸溶液浸泡，除去镉膜上的氧化物，然后用水冲洗至中性；将预处理过的镉膜包裹在制作有凹槽的搅拌磁子上，制得搅拌棒；将搅拌棒置于二价铜离子溶液中浸泡，在镉膜上镀一层金属铜，然后用水漂洗镀铜镉膜，去除其表面残留的铜离子溶液，即得搅拌式镉还原棒。
文档编号G01N21/31GK101308064SQ200810071398
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月12日 优先权日2008年7月12日
发明者敏 张, 袁东星, 邱宁宁, 黄晓佳 申请人:厦门大学