一种测定pm2.5中铅离子浓度的方法
【专利摘要】本发明涉及一种测定PM2.5中铅离子浓度的方法，先向玻碳电极表面滴修饰液并烘烤，将玻碳电极作为工作电极与辅助电极和参比电极共同插入甘氨酸与硝酸钠的混合溶液中，反复扫描使玻碳电极表面包覆聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂薄膜，然后将修饰电极作为工作电极插入含铅离子的底液中，电化学工作站给出伏安曲线汇总图，从汇总图上读出各铅离子浓度出现的电流峰值，然后绘制铅离子浓度与电流峰关系图，得出两者之间的线性关系公式，将PM2.5样品的圆形滤纸点燃烧成灰后，在HNO3底液中溶解，将上述修饰电极作为工作电极插入待测底液中，电化学工作站给出伏安曲线图，读出铅离子出现的电流峰值，通过公式计算出铅离子浓度。该方法快速简便准确。
【专利说明】一种测定PM2. 5中铅离子浓度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，属于电化学测定【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 2014年1月4日，国家首次将雾霾天气纳入2013年自然灾情进行通报。在雾霾 天气中，PM2. 5是"罪魁"。PM2. 5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括呼吸道受刺 激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏 病、心肺病患者的过早死等严重疾病。铅离子是PM2. 5的重要组成部分，铅是一种严重危害 人类健康的重金属元素，一旦进入体内会在人体内蓄积，达到一定浓度后，它可影响神经、 造血、消化、泌尿、生殖和发育、心血管、内分泌、免疫、骨骼等各类器官，主要是神经系统和 造血系统。更为严重的是它影响婴幼儿的生长和智力发育，损伤认知功能、神经行为和学习 记忆等脑功能，严重者造成痴呆。所以建立快速、灵敏、简便、准确的铅离子检测方法就显得 尤为重要。
[0003] 目前，常用的Pb2+的检测方法中包括火焰原子吸收光谱法、分光光度法、络合滴定 法、荧光光谱等，虽然可以很好地检测痕量重金属离子，但是这些方法通常较为费时并伴 有复杂的化学反应，或需要大量的试剂、分析物和体积庞大并且复杂的仪器。由于电化学分 析法具有检测速度快、测定范围宽、便于携带等众多优点，是一种更具有发展前景的重金 属离子检测分析方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种测定PM2. 5中铅离子 浓度的方法，快速简便，重现性好，灵敏度高。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明的测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，依次包括如下 步骤：⑴在抛光布上用A1203粉末将玻碳电极打磨干净后，浸入盛有丙酮的烧杯中用超声波 清洗器超声清洗20分钟，所述玻碳电极的电极外套直径为6_，电极长度为60_，玻碳电 极的铜接线柱长度为20mm ;然后将所述玻碳电极放置在超纯水中超声清洗5min进行初步 清洗，接着在〇.lmol/L稀盐酸中超声清洗20 min,再在无水乙醇中超声清洗5 min进行二 次清洗；⑵将上述玻碳电极用吹风机吹干，待乙醇和丙酮完全挥发后放置在干燥器中备用； ⑶从干燥器中取出所述玻碳电极并固定在泡沫板上，用移液枪向玻碳电极表面滴3 μ L修 饰液；⑷将滴好修饰液的玻碳电极置于100W红外灯下烘烤60分钟，使修饰液挥发完毕；(5) 将6ml的5 X 10_4mol/L甘氨酸溶液和9ml的0. lmol/L硝酸钠溶液进行混合，将步骤⑷处 理好的玻碳电极作为电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为 参比电极，三电极共同插入甘氨酸与硝酸钠的混合溶液中，采用循环伏安法进行反复扫描 使玻碳电极表面包覆5~10nm致密的聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂薄膜， 从而得到制得聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极；(6)将聚甘氨酸-多 壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极用超纯水清洗2~3次，然后在真空干燥箱中40°C 下干燥20分钟，再将制得的聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极置于 培养皿中并放在干燥器中保存；(7)准备多份含铅离子的底液，所述底液中ΗΝ03的浓度均为 0. lmol/L，铅离子的浓度为5. 0Xl(T9mol/L至1.0Xl(T5mol/L ;将上述聚甘氨酸-多壁碳 纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极作为电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极， 饱和甘汞电极作为参比电极，将三电极共同插入含铅离子为5. 0X10_9mol/L的底液中，电 化学工作站给出伏安曲线图；然后取出工作电极、辅助电极和参比电极用去离子水清洗干 净并用电吹风吹干后进行下一个更高浓度铅离子的测定，如此反复直至测定的铅离子浓度 为1.0Xl(T 5m〇l/L;电化学工作站给出伏安曲线汇总图；(8)从上述伏安曲线汇总图上，读 出各铅离子浓度下电势在-〇. 6疒-0. 5V之间出现的电流峰值，以电流峰值为纵坐标，以铅 离子浓度值为横坐标，绘制铅离子浓度与电流峰关系图，从图中得出电流峰Y与铅离子浓 度X之间的线性关系公式：Y=7. 31776 X 10_6+0. 26398X ;(9)通过PM2. 5采样器进行空气采集 得到ΡΜ2. 5样品，将ΡΜ2. 5样品的圆形滤纸点燃烧成灰后，在10ml浓度为0. 1 mol /L的 ΗΝ03底液中浸泡48 h并且超声振荡；(10)将上述聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸 脂修饰电极作为电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比 电极，三电极共同插入步骤⑶的含铅离子底液中，电化学工作站给出伏安曲线图，读出电势 在-0· 6疒-0· 5V之间出现的电流峰值I，通过公式Υ=7· 31776X 10_6+0· 26398X计算出铅离 子浓度Xu
[0006] 相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：①利用超声波发生器发出的高频 振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到清洗溶剂超纯水或稀盐酸或无水乙醇 中，超声波在清洗剂中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计直径为50-500 μ m 的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动；这些气泡在超声波纵向传播 的负压区形成、生长，而在正压区，当声压达到一定值时，气泡迅速增大，然后突然闭合，并 在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生瞬间高压，破坏电极上的不溶性污物而使他们分 散于清洗液中，从而达到清洗件净化的目的。②步骤⑵是为了排除玻碳电极表面的水分、乙 醇和丙酮，同时赋予玻碳电极表面一定的干燥强度，便于C存和适应后续修饰玻碳电极的 要求。③步骤⑶修饰电极就是在电极表面修饰化学功能团，赋予电极特定的性能，从而提 高选择性和灵敏度。④步骤⑷的红外灯烘烤可以保证电极表面彻底干燥，且不影响其化学 性质，提高电极在后续电化学过程中不稳定。⑤甘氨酸可通过电化学聚合修饰于电极的表 面，步骤(5)的甘氨酸电聚合完成后，在电极表面可形成一层致密的薄膜；此外，甘氨酸在中 性条件下易被聚合成膜，而在酸碱性条件下不易成膜，所以本发明选择在〇. lmol/L的NaN03 溶液中进行电聚合。当甘氨酸溶液的浓度从3X l(T4m〇l/L逐渐增大到5X 1(Γ4 mol/L时，峰 电流显著增加；当浓度大于5ΧΚΓ4 mol/L时，会导致峰电流下降，原因是修饰剂用量太大， 即膜的厚度增加，从而阻碍了电子的交换过程。因此，选用5ΧΚΓ 4 mol/L的浓度的甘氨酸 修饰电极最为合适。⑥步骤(6)可以排除聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰 电极表面的水分，同时赋予聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极表面一 定的干燥强度，便于贮存和适应后续的工序。⑦步骤⑴通过聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘 酚/环氧磷酸脂修饰电极测定不同浓度的含铅离子的溶液，可以得出峰电流随着铅离子浓 度的增加而增加的规律，从而得到符合线性关系的浓度区间，经过空白实验的对照，分别 在不含有铅离子和含有铅离子的底液中进行溶出伏安法测定，其他条件均相同，测得铅离 子的出峰位置为-ο. 55v。⑧电势在-o. 6r-0. 5V之间出现铅离子的电流峰，步骤(8)通过绘 制铅离子浓度与电流峰关系图，找出两者之间的线性关系。⑨步骤⑶将PM2. 5样品中所有 铅的化合物经过燃烧灰化后转化为氧化铅，然后溶解于硝酸之中便于检测，在硝酸中浸 泡48小时并且伴有超声震荡可以使样品中的铅离子完全溶解于硝酸中。⑩步骤(1Φ将测得 的样品所对应的峰电流值带入已知公式中即可计算出样品中的铅离子浓度。
[0007] 作为本发明的优选方案，步骤⑶的修饰液为多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修 饰液。滴涂多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰液是为了将碳纳米管优良的导电性能， 萘酚有助于包裹成膜和环氧磷酸脂能够提高附着力的优点结合起来；碳纳米管具有典型的 层状中空结构特征，并且具有良好的导电性、催化活性和较大的比表面积，具有很高的机 械强度、弹性和极强的吸附性能，尤其能够大大地降低过电位的概率；萘酚是一种全氟化高 分子聚合物磺酸盐阳离子交换剂，有优良的成膜、溶解分散能力、性质稳定及离子交换等特 性；电极表面超薄的萘酚膜可以大大减小被分析物向电极表面扩散的阻力并且不易被有机 物所干扰，使得被测物质更容易吸附在电极表面，同时，由于萘酚膜的离子交换能力，可以 部分提高一些非法拉第富集效率，超薄的萘酚膜可以提高电极的响应速率。环氧磷酸脂可 以有效地提高修饰薄膜的附着力，因此多壁碳纳米管/萘酚电极吸附能力强、修饰层牢固、 使用时间长等优点，其加快了电子传递效率，从而提高了稳定性和重复性。
[0008] 作为本发明的优选方案，所述多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰液按以下步 骤制备：将lg萘酚溶于lkg的无水乙醇中，然后将碳纳米管、环氧磷酸脂和上述含有萘酚 的乙醇溶液以质量比为5 :3 :5000进行混合，接着在超声清洗仪中震荡20分钟使之混合均 匀。在制备修饰电极的过程中，修饰剂的用量对峰高有较大的影响，修饰量太少，能富集点 太少，修饰量太多，膜增厚，电极阻抗增大；当碳纳米管与环氧磷酸脂的质量比从1 :1逐渐 增大到5:3时，峰电流显著增加；当大于5:3时，会导致峰电流下降，原因是修饰剂用量太 大，导致膜的厚度增加，从而阻碍了电子的交换过程。因此，本发明选用以上配比的修饰剂 制备电极。
[0009] 作为本发明的优选方案，所述碳纳米管利用化学气相沉积法制备，首先把10g二 茂铁Fe (C5H5) 2和5g噻吩C4H4S溶于1L乙醇溶液中，然后将混合好的乙醇溶液放入立式电 阻炉中，将炉温设定到l〇〇〇°C从而获得碳纳米管原始样品，再将碳纳米管原始样品放入浓 硫酸与浓硝酸体积比为2:1的混合液中，超声清洗4小时，然后用水洗至中性，放在干燥器 中在常温下自然干燥24h，再研磨至1(Γ15纳米，获得纯化碳纳米管；所述浓硫酸的质量浓 度为98. 5%，所述浓硝酸的质量浓度为65%。一方面羧基化后可以增加组分的活性，改善分 散性，另一方面酸性官能团有助于生成的直链烷烃异构化，同时有助烯烃的加氢反应。
[0010] 作为本发明的优选方案，步骤(5)中电化学工作站的扫描范围为-1. 5~2. 0V，扫描 速度为20mV/s，且扫描20周以上。分别考察了-2·(Γ3·〇ν，-1.5?2.0V，-l.(TL5V， -0. 5~1.0V，（TO. 5V扫描范围对测试时峰电流的影响，扫描范围为-1.5~2.0V时峰电流 最好；所以本发明扫描范围为-1. 5~2. 0V，当扫描速率从10 mV/s逐渐增大到100mV/s时， 扫速为20mV/s时峰电流最稳定，所以选用20 mV/s ;当扫描周数大于20时，会导致峰电流 下降，原因是修饰剂用量太大，即膜的厚度增加，从而阻碍了电子的交换过程，因此本发明 选用扫描20周制备电极。
[0011] 作为本发明的优选方案，所述步骤(7)中铅离子的浓度依次为5.0Xl(T9m〇l/L、 1.0X10'8mol/L,5. 0X10'8mol/L,8. 0X 10'8mol/LU. OX 10'7mol/L,5. ΟX 10'7mol/L, 8. Ο X 1(T 7mol/L、1. Ο X 1(T 6mol/L、5. Ο X 1(T 6mol/L、8. Ο X 1(T 6mol/L 和 1. Ο X ΚΓ 5mol/L。 依次测量不同浓度的含有铅离子的溶液，确定线性范围。
[0012] 作为本发明的优选方案，所述步骤⑶中，所述PM2. 5采样器为KB-120F型，所述 PM2. 5样品的每个圆形滤纸的采集时间为45分钟，流速为16. 7L/分钟。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与 说明用，非用以限制本发明。
[0014] 图1为本发明步骤(5)在聚甘氨酸和硝酸钠混合溶液中扫描20圈后的CV图。
[0015] 图2是修饰电极在0. lmol/L的ΗΝ03底液中加入不同浓度铅离子的示差脉冲伏安 图。
[0016] 图3为峰电流与铅离子浓度的线性曲线关系图。
【具体实施方式】
[0017] 本发明测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，依次包括如下步骤： ⑴在抛光布上用A1203粉末将玻碳电极打磨干净后，浸入盛有丙酮的烧杯中用超声波 清洗器超声清洗20分钟，玻碳电极的电极外套直径为6mm，电极长度为60mm，玻碳电极的 铜接线柱长度为20mm ;然后将玻碳电极放置在超纯水中超声清洗5min进行初步清洗，接着 在0. lmol/L稀盐酸中超声清洗20 min,再在无水乙醇中超声清洗5 min进行二次清洗。
[0018] ⑵将上述玻碳电极用吹风机吹干，待乙醇和丙酮完全挥发后放置在干燥器中备 用。
[0019] ⑶从干燥器中取出玻碳电极并固定在泡沫板上，用移液枪向玻碳电极表面滴3 μ L多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰液。
[0020] 多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰液按以下步骤制备：将lg萘酚溶于1kg 的无水乙醇中，然后将碳纳米管、环氧磷酸脂和上述含有萘酚的乙醇溶液以质量比为5 :3 : 5000进行混合，接着在超声清洗仪中震荡20分钟使之混合均匀。
[0021] 碳纳米管利用化学气相沉积法制备，首先把l〇g二茂铁Fe (C5H5)jP5g噻吩C4H4S 溶于1L乙醇溶液中，然后将混合好的乙醇溶液放入立式电阻炉中，将炉温设定到1000°C 从而获得碳纳米管原始样品，再将碳纳米管原始样品放入浓硫酸与浓硝酸体积比为2:1的 混合液中，超声清洗4小时，然后用水洗至中性，放在干燥器中在常温下自然干燥24h，再 研磨至1(Γ15纳米，获得纯化碳纳米管；浓硫酸的质量浓度为98. 5%，浓硝酸的质量浓度为 65%。
[0022] ⑷将滴好修饰液的玻碳电极置于100W红外灯下烘烤60分钟，使修饰液挥发完毕。
[0023] (5)将6ml的5 X 10_4mol/L甘氨酸溶液和9ml的0. lmol/L硝酸钠溶液进行混合，将 步骤⑷处理好的玻碳电极作为电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞 电极作为参比电极，三电极共同插入甘氨酸与硝酸钠的混合溶液中，采用循环伏安法进行 反复扫描使玻碳电极表面包覆5~10nm致密的聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸 脂薄膜，从而得到制得聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极；电化学工作 站的扫描范围为-1. 5~2. OV，扫描速度为20mV/s，且扫描20周以上。电化学工作站的型号 为 CHI615。
[0024] (6)将聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极用超纯水清洗2~3次， 然后在真空干燥箱中40°C下干燥20分钟，再将制得的聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环 氧磷酸脂修饰电极置于培养皿中并放在干燥器中保存。
[0025] (7)准备多份含铅离子的底液，底液中ΗΝ03的浓度均为0. lmol/L，铅离子的浓度依 次为 5. 0X10_9mol/L、l· 0X10_8mol/L、5. 0X10_8mol/L、8. OX 10_8mol/L、l· 0X10_7mol/ L、5. OX 10 _ 7mol/L、8. OX 10 _ 7mol/L、l. OX 10 _ 6mol/L、5. OX 10 _ 6mol/L、8. OX 10 _ 6mol/L 和1. OX l(T5m〇l/L。将上述聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极作为 电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，将三电极共 同插入含铅离子为5.0Xl(T 9m〇l/L的底液中，电化学工作站给出伏安曲线图；然后取出 工作电极、辅助电极和参比电极用去离子水清洗干净并用电吹风吹干后进行下一个更高浓 度铅离子的测定，即含铅离子为1. 〇X l〇_8mol/L，如此依次重复直至测定的铅离子浓度为 1. OX 10_5mol/L。
[0026] 电化学工作站给出伏安曲线汇总图，如图2所示，图2中的曲线从左侧的端头看 由低到高对应的铅离子浓度依次为5. 0X10_9mol/L、l. 0X10_8mol/L、5. 0X10_8mol/L、 8· 0 X 10 _ 8mol/L、1· 0 X 10 _ 7mol/L、5. 0 X 10 _ 7mol/L、8. 0 X 10 _ 7mol/L、1· 0 X 10 _ 6mol/L、 5. 0X10_6mol/L、8· 0X10_6mol/L 和 1. 0X10_5mol/L。
[0027] (8)从上述伏安曲线汇总图上，读出各铅离子浓度下电势在-0. 6r-0. 5V之间 出现的电流峰值，依次对应以上铅离子的浓度出现的峰电流依次为7. 319ΧΚΓ6 (A)、 7· 328ΧΚΓ6 (Α)、7· 331ΧΚΓ6 (Α)、7· 335ΧΚΓ6 (Α)、7· 445ΧΚΓ6 (Α)、7· 451ΧΚΓ6 (A)、 7· 53Χ10_6(Α)、7· 58Χ10_6(Α)、8· 74Χ10_6(Α)、9· 43Χ10_6(Α)和 9· 96Χ10_6(Α)。以电流 峰值为纵坐标，以铅离子浓度值为横坐标，绘制铅离子浓度与电流峰关系图，如图3所示。 从图3中得出电流峰Υ与铅离子浓度X之间的线性关系公式：Υ=7. 31776 X 10_6+0. 26398Χ。
[0028] (9)通过ΡΜ2. 5采样器进行空气采集得到ΡΜ2. 5样品，将ΡΜ2. 5样品的圆形滤纸点 燃烧成灰后，在l〇ml浓度为0. 1 mol /L的ΗΝ03底液中浸泡48 h并且超声振荡。ΡΜ2. 5采 样器为KB-120F型，PM2. 5样品的每个圆形滤纸的采集时间为45分钟，流速为16. 7L/分钟。
[0029] (1Φ将上述聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极作为电化学工作 站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，三电极共同插入步骤⑶ 的含铅离子底液中，电化学工作站给出伏安曲线图，读出电势在-〇. 6疒-0. 5V之间出现的 电流峰值I，通过公式Y=7. 31776X 10_6+0. 26398X计算出铅离子浓度Χρ
[0030] 将本发明测得的铅离子浓度与传统分光光度法的测试结果进行对比如下表所 示：
【权利要求】
1. 一种测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：⑴在抛光 布上用A1203粉末将玻碳电极打磨干净后，浸入盛有丙酮的烧杯中用超声波清洗器超声清 洗20分钟，所述玻碳电极的电极外套直径为6mm，电极长度为60mm，玻碳电极的铜接线柱 长度为20mm ;然后将所述玻碳电极放置在超纯水中超声清洗5min进行初步清洗，接着在 0. lmol/L稀盐酸中超声清洗20 min,再在无水乙醇中超声清洗5 min进行二次清洗； ⑵将上述玻碳电极用吹风机吹干，待乙醇和丙酮完全挥发后放置在干燥器中备用； ⑶从干燥器中取出所述玻碳电极并固定在泡沫板上，用移液枪向玻碳电极表面滴3 μ L修饰液； ⑷将滴好修饰液的玻碳电极置于100W红外灯下烘烤60分钟，使修饰液挥发完毕； (5) 将6ml的5 X 10_4mol/L甘氨酸溶液和9ml的0. lmol/L硝酸钠溶液进行混合，将步骤 ⑷处理好的玻碳电极作为电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极 作为参比电极，三电极共同插入甘氨酸与硝酸钠的混合溶液中，采用循环伏安法进行反复 扫描使玻碳电极表面包覆5~10nm致密的聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂薄 膜，从而得到制得聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极； (6) 将聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极用超纯水清洗2~3次，然 后在真空干燥箱中40°C下干燥20分钟，再将制得的聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧 磷酸脂修饰电极置于培养皿中并放在干燥器中保存； (7) 准备多份含铅离子的底液，所述底液中ΗΝ03的浓度均为0. lmol/L，铅离子的浓度为 5. OX l(T9m〇l/L至1. OX l(T5m〇l/L ;将上述聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂 修饰电极作为电化学工作站的工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电 极，将三电极共同插入含铅离子为5. 0Xl(T9m〇l/L的底液中，电化学工作站给出伏安曲线 图；然后取出工作电极、辅助电极和参比电极用去离子水清洗干净并用电吹风吹干后进行 下一个更高浓度铅离子的测定，如此反复直至测定的铅离子浓度为1.0Xl〇 _5mol/L ;电化 学工作站给出伏安曲线汇总图； (8) 从上述伏安曲线汇总图上，读出各铅离子浓度下电势在-o.er-o.5v之间 出现的电流峰值，以电流峰值为纵坐标，以铅离子浓度值为横坐标，绘制铅离子浓 度与电流峰关系图，从图中得出电流峰Y与铅离子浓度X之间的线性关系公式： Υ=7· 31776 X 1(Γ6+0· 26398X ; (9) 通过ΡΜ2. 5采样器进行空气采集得到ΡΜ2. 5样品，将ΡΜ2. 5样品的圆形滤纸点燃烧 成灰后，在l〇ml浓度为0. 1 mol /L的ΗΝ03底液中浸泡48 h并且超声振荡； (1〇)将上述聚甘氨酸-多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰电极作为电化学工作站的 工作电极，钼电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，三电极共同插入步骤⑶的含 铅离子底液中，电化学工作站给出伏安曲线图，读出电势在-〇. 6疒-0. 5V之间出现的电流 峰值Yi，通过公式Y=7. 31776X 1(Γ6+0. 26398X计算出铅离子浓度Χρ
2. 根据权利要求1所述的测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在于：步骤⑶的修 饰液为多壁碳纳米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰液。
3. 根据权利要求2所述的测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在于，所述多壁碳纳 米管/萘酚/环氧磷酸脂修饰液按以下步骤制备：将lg萘酚溶于lkg的无水乙醇中，然后 将碳纳米管、环氧磷酸脂和上述含有萘酚的乙醇溶液以质量比为5 :3 :5000进行混合，接着 在超声清洗仪中震荡20分钟使之混合均匀。
4. 根据权利要求3所述的测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在于，所述碳纳米 管利用化学气相沉积法制备，首先把l〇g二茂铁Fe (C5H5) 2和5g噻吩C4H4S溶于1L乙醇溶 液中，然后将混合好的乙醇溶液放入立式电阻炉中，将炉温设定到l〇〇〇°C从而获得碳纳米 管原始样品，再将碳纳米管原始样品放入浓硫酸与浓硝酸体积比为2:1的混合液中，超声 清洗4小时，然后用水洗至中性，放在干燥器中在常温下自然干燥24h，再研磨至1(Γ15纳 米，获得纯化碳纳米管；所述浓硫酸的质量浓度为98. 5%，所述浓硝酸的质量浓度为65%。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的测定ΡΜ2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在于， 步骤(5)中电化学工作站的扫描范围为-1. 5~2. 0V，扫描速度为20mV/s，且扫描20周以上。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在 于，所述步骤(7)中铅离子的浓度依次为5. 0XKT9mol/L、1.0Xl(T8mol/L、5. 0X10_8mol/ L、8. OX 10_8mol/L、l· 0X10_7mol/L、5. 0X10_7mol/L、8. 0X10_7mol/L、l· 0X10_6mol/L、 5. 0X10_6mol/L、8· 0X10_6mol/L 和 1. 0X10_5mol/L。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的测定PM2. 5中铅离子浓度的方法，其特征在于， 所述步骤⑶中，所述PM2. 5采样器为KB-120F型，所述PM2. 5样品的每个圆形滤纸的采集时 间为45分钟，流速为16. 7L/分钟。
【文档编号】G01N27/30GK104280448SQ201410551361
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】李可鑫, 金根娣, 胡效亚 申请人:扬州大学