专利名称：一种测定蜂蜜中锌离子含量的方法
技术领域：
本发明涉及一种测定蜂蜜中锌离子含量的新方法，属电化学分析检测技术领 域。
背景技术：
锌是人体必需的微量元素，它分布于肌体的所有组织中，存在于多种酶和胰岛 素中，在人体内具有极其重要的生理和生化功能，被誉为“生命之花”。锌含量的高低 对人的智力、体质和免疫功能有着重要的影响。人体缺锌时，会引起食欲减退、味觉和嗅 觉丧失、创伤愈合缓慢等症，尤其对生长发育期的儿童影响最为突出，主要症状为生长 发育迟缓，脑垂体调节机能障碍等。但是，锌摄入过量，易引起与锌相拮抗的其它营养素 如钙、磷、铁的缺乏，也可能导致锌的慢性中毒。因此，准确测定食品中微量锌的含量具 有重要意义。目前，测定锌离子的方法主要有原子吸收法、荧光光谱法、电感耦合等离子 体-原子发射光谱法及电化学方法等。由于溶出伏安法具有仪器简单、灵敏度高、分析 成本低等特点成为无机痕量分析尤其金属元素测定的受欢迎的一种电化学方法。传统的 溶出伏安法使用汞电极作为工作电极，但是汞也是重金属元素，具有毒性，易产生环境 污染。因此，许多研究者不断寻找新的电极材料来代替汞电极。2000年，Wang等人 将铋膜电极用于金属离子测定。铋膜电极是一种新型的绿色电极材料，在溶出伏安分析 法中，铋膜电极的分析性能与汞膜电极的相似，铋能与许多金属元素形成二元或多元合 金，且氢在铋膜电极上过电位较高，被广泛地用于重金属离子检测方面。与汞电极相 比，铋及其铋盐的毒性很小，铋膜是一层稳定的固态薄膜，稳定性也比液态的汞膜好， 铋膜电极背景电流几乎不受溶解氧影响等特点，使得铋膜电极成为代替汞电极中最受欢 迎的电极材料。本发明主要是使用具有较好的吸附性能和离子交换性能的蒙脱石对铋膜 电极进行修饰，进一步改善铋膜电极的灵敏度。蒙脱土为膨胀性2 1层状粘土，价格低廉，具有很好的层次结构、优良的吸 附性、可观的比表面积、离子交换性和离子交换容量，与其它固体高分子电解质材料(如 Nafion)相比，有较高的热稳定性和化学稳定性。在电分析化学中，蒙脱石作为一种修饰 剂材料，受到广泛关注。本发明中以蒙脱石作为修饰剂，制备蒙脱石修饰铋膜电极，用 于锌离子的电化学测定。蒙脱石的存在，增加了锌离子在电极表面的富集量，进一步提 高铋膜电极检测的灵敏度和稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种测定蜂蜜中锌离子含量的方法。本发明一种测定蜂蜜中锌离子含量的新方法，其特征在于具有以下的过程和步 骤
a.电极外壳的制备取一支内径为3mm、长为5cm的玻璃管，两端在砂纸上打磨平滑后，超声清洗干净，晾干，备用；
b.蒙脱石掺杂碳糊电极的制备按规定的重量比，准确称取一定量的光谱纯石墨 粉和蒙脱石粉置于玛瑙研钵中，逐滴滴加一定量的石蜡油，充分研磨成碳糊；然后将碳 糊装入上述所得的电极外壳；插入铜棒作为电接触芯棒，然后压实并将电极表面打磨成 平面；然后用滤纸擦去多余的碳糊，用二次蒸馏水淋洗后，烘干，备用；
C.采用原位镀膜法同时实现镀铋膜和锌离子电化学检测将上述制得的蒙脱石掺 杂的碳糊电极置于一定量的Bi3+离子和待测锌离子的0.1m HAC-NaAc缓冲溶液中，调 节其PH值=5.0;采用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极、钼片电极为对电极，蒙 脱石掺杂的碳糊镀铋膜电极为工作电极；选择方波溶出伏安模式，启动电化学工作站， 在-1.4V电位下，在搅拌条件下，富集240S后，停止搅拌，静置10S，仪器自动记录 从-1.4V到OV的溶出伏安图；采用不同的锌离子浓度溶液并记录不同浓度锌离子的阳极 溶出峰电流；在最佳实验条件下，在1 eAmgXL-1浓度范围内，锌离子阳极溶出峰电流 与其浓度呈良好的线性关系，其线性方程为iCmAhO.OgTAZCCmgXLl+Z^S^线性相 关系数r=0.996;其检测限为O.lSmgXL—1;使用该铋膜修饰电极和方波阳极溶出伏安法 所得的线性方程，用来进行蜂蜜中锌离子含量的测定。本发明中的特点是采用原位镀膜法同时实现镀铋膜和锌离子电化学测定。在 蒙脱石掺杂的碳糊电极表面上所镀铋膜的厚度与Bi3+离子浓度、沉积参数的选择及溶液 的PH值密切关系；在中性和弱碱性溶液中，Bi3+很容易发生水解反应，故一般将溶液控 制在酸性范围内。本发明中采用阳极溶出伏安法测定锌离子浓度的机理舒述如下
溶出伏安法是将电极沉积与电解溶出两个过程相结合的电化学分析方法，即包括 富集和溶出两个过程。首先，在一定的负电位下，Zn2+电解沉积到电极表面；然后反向 扫描电极中位，使已沉积的Zn发生氧化反应，电解溶出，从而产生阳极溶出电流，溶出 峰电流与Zn2+的浓度成正比的关系，以此为依据，进行Zn离子的定量测定。本发明方法的优点是电极制备简单、测定快速，电极表面处理较容易，而且 测定灵敏度高，重现性和稳定性好。
图1为本发明中不同锌离子浓度在蒙脱石修饰铋膜电极2的方法阳极溶出伏安 图。其中，曲线a-d为a—蜂蜜样品，b—d分别为浓度为4、8、UmgXL—1的锌 离子标准溶液。
具体实施例方式现将本发明的具体实施例叙述于后。实施例1 本实施例中的具体过程和步骤如下
a.电极外壳制备取一支5 cm长的玻璃管(内径为3mm)，两端在砂纸上打磨平 滑后，超声清洗干净，晾干，备用。b.蒙脱石掺杂碳糊电极的制备按照合适的质量比，准确称取一定量的光谱纯石墨粉和蒙脱石置于玛瑙研钵中，逐滴滴加一定量的石蜡油，充分研磨成碳糊；然后 将碳糊装入上述步骤所得的电极外壳内，插入铜棒作为电接触芯棒，压实并将电极表面 打磨成平面，然后用滤纸擦去多余的碳糊，二次水淋洗后备用。C.采用原位镀膜法同时实现镀铋膜和锌离子电化学测定采用三电极体系， 饱和甘汞电极为参比电极，钼片电极为对电极。电化学测定时，将蒙脱石掺杂的碳糊电 极置于含有100 μ g · L-1 Bi3+和一定量的锌离子的0.1 M的HAc-NaAc CpH = 5.0)缓 冲溶液中，安装好三电极体系，选择方波溶出伏安模式，设定初始电位为-1.4 V，终止电 位0V,沉积电位为-1.4V，沉积时间为240 s。启动程序，在搅拌条件下，富集240 s，停 止搅拌，静置10 s后，仪器自动记录溶出伏安曲线。采用不同锌离子浓度的标准溶液， 并记录不同浓度锌离子的阳极溶出峰电流。在最佳实验条件下，在1 64 yg · L-1浓 度范围内，锌离子阳极溶出峰电流与其浓度呈良好的线性关系，其线性方程为/(μ A)= 0.09742^ (μ g · L-1) + 2.9354 线性相关系数r= 0.996，其检测限为为 0.18 μ g · L-1 (信 噪比为3)。使用该修饰铋膜电极，采用方波阳极溶出伏安法，可用于蜂蜜中锌离子含量 的测定。本实施例中，蜂密样品溶液的配制过程如下所述称取5.0020g蜂蜜样品，加 入适量二次蒸馏水，超声5min后，转移至50ml的容量瓶中，用二次水定容，摇勻后，备 用。不同锌离子浓度在蒙脱石修饰铋膜电极2方波阳极溶出伏安图参见图1。图1中的 曲线a_d为，表示a为蜂蜜样品，b—d分别为浓度为4、8、12 mgXL—1的锌离子标准 溶液。
权利要求
1. 一种测定蜂蜜中锌离子含量的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤a.电极外壳的制备取一支内径为3mm、长为5cm的玻璃管，两端在砂纸上打磨平 滑后，超声清洗干净，晾干，备用；b.蒙脱石掺杂碳糊电极的制备按规定的重量比，准确称取一定量的光谱纯石墨粉 和蒙脱石粉置于玛瑙研钵中，逐滴滴加一定量的石蜡油，充分研磨成碳糊；然后将碳糊 装入上述所得的电极外壳；插入铜棒作为电接触芯棒，然后压实并将电极表面打磨成平 面；然后用滤纸擦去多余的碳糊，用二次蒸馏水淋洗后，烘干，备用；C.采用原位镀膜法同时实现镀铋膜和锌离子电化学检测将上述制得的蒙脱石掺杂 的碳糊电极置于一定量的Bi3+离子和待测锌离子的0.1m HAC-NaAc缓冲溶液中，调节其 PH值=5.0;采用三电极体系，饱和甘汞电极为参比电极、钼片电极为对电极，蒙脱石掺 杂的碳糊镀铋膜电极为工作电极；选择方波溶出伏安模式，启动电化学工作站，在-1.4V 电位下，在搅拌条件下，富集240S后，停止搅拌，静置10S，仪器自动记录从-1.4V到 OV的溶出伏安图；采用不同的锌离子浓度溶液并记录不同浓度锌离子的阳极溶出峰电 流；在最佳实验条件下，在1 eAmgXL-1浓度范围内，锌离子阳极溶出峰电流与其浓 度呈良好的线性关系，其线性方程为KmAXi^AZCCmgXLl+Z.gSSl线性相关系数 r=0.996 ；其检测限为O.lSmgXL—1;使用该铋膜修饰电极和方波阳极溶出伏安法所得的线 性方程，用来进行蜂蜜中锌离子含量的测定。
全文摘要
本发明涉及一种测定蜂蜜中锌离子含量的方法，属电化学分析检测技术领域。本发明主要是将蒙脱石掺杂于碳糊电极，并采用原位镀膜法制备铋膜电极，与此同时实现蜂蜜中锌离子含量的电化学测定。本发明的特点是采用原位镀膜法同时实现镀铋膜和锌离子浓度的电化学测定。最终利用阳极溶出伏安法得到锌离子阳极溶出峰电流与其浓度的线性方程，用来进行蜂蜜中锌离子含量的测定。本发明方法简单，测定快速，且测定灵敏度高，重现性和稳定性好。
文档编号G01N27/26GK102012391SQ20101056247
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者丁亚平, 朱丽梅, 李丽, 王霞, 罗立强, 邓冬梅, 郏建波 申请人:上海大学