专利名称：阳极溶出伏安法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种极谱分析方法，具体讲是一种阳极溶出伏安法。
背景技术：
阳极溶出伏安法是一种采用极谱仪测量水中Zn、Cd、Pb、Cu浓度的分析方法，该方法包括清洗、富集、静置和扫描四个步骤。1998年11月11日，发明专利公报上公告了一名称为“极谱阳极溶出分析法”的发明专利，申请号94110779.5，授权公开号CN 1040689C。该专利的说明书中对阳极溶出伏安法的基本工作原理进行了较为详细地描述。包括94110779.5号专利在内的现有的阳极溶出伏安法，在富集步骤中的富集电压都是不随时间变化的恒定电压，一般是扫描的起始电压，其工作电极与参比电极之间的电压随时间变化的波形图如图1所示。由于富集步骤中的富集电压是恒定电压，如果极谱仪采用银基汞膜工作电极，在测定海水或地面水中的Zn、Cd、Pb、Cu的浓度时，银基汞膜工作电极使用一段时间后，会出现灵敏度逐渐降低的现象。开始时，灵敏度较高，如图4中的谱图a所示，在得到的谱图中能够测出Zn、Cd、Pb和Cu的溶出峰。但是，分析几个样品后，由于银基汞膜工作电极灵敏度就会下降，导致极谱仪的灵敏度下降，如图4中的谱图b所示，在得到的谱图中分辨不出Zn的溶出峰，Cd、Pb和Cu的溶出峰高也明显降低。在这种情况下，必须延长富集时间才能测出Zn的溶出峰。但是，分析几个样品后，灵敏度又会继续下降，使测试无法进行。这时，必须对银基汞膜工作电极进行重新镀汞膜处理，即电极处理。新处理的电极，必须重复扫描一段时间才能稳定。电极稳定后，才能继续进行测试。这样不但浪费测试时间，而且测试过程复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，现有的阳极溶出伏安法如果极谱仪采用银基汞膜工作电极，银基汞膜工作电极使用一段时间后会导致极谱仪的灵敏度下降。为解决该技术问题，本发明采用以下技术方案一种阳极溶出伏安法，在每一个测试周期中包括清洗、富集、静置、扫描四个步骤。它的特殊之处是在富集步骤中富集电压在不同的时间段内电压值不同，其中在一段或几段时间内为一个不随时间变化的恒定电压V1，在另外一段或者几段时间内为一个比电压V1低的电压V2。
本发明的上述技术方案中，恒定电压V1一般等于或者略低于扫描的起始电压。电压V2可以是不随时间变化的，也可以是随时间变化的。本发明与现有阳极溶出伏安法的区别实际上是将原来的富集电压不变化改为富集电压变化，即在一段或者几段时间内富集电压变得比原来的恒定富集电压更低。本发明在同一样品的不同测试周期中，富集电压对时间的变化曲线是相同的。
本发明的电压V1为-1V～-1.6V，电压V2最低为-2V～-3.0V。
在本发明的上述技术方案中电压V1在-1V～-1.6V范围内，与现有技术中的富集电压的电压值相同。电压V2的最低值控制在-2V～-3.0V范围内，主要是为了防止电压过低而破坏银基汞膜工作电极。
本发明的电压V2所占的时间为整个富集时间的0.1％～15％。
本发明的上述技术方案中电压V2所占的时间是指在同一个富集步骤中电压V2所用时间的和。电压V2的时间控制在整个富集时间的0.1％～15％范围内，既可以起到活化银基汞膜工作电极的作用，又可以防止银基汞膜工作电极被长时间的过低电压所破坏。
本发明的电压V2可以为不随时间变化的恒定电压。
电压V2是不随时间变化的恒定电压时，本发明的电压V2可以为方波。
本发明上述技术方案中的方波的个数可以是一个，也可以是几个。当方波的个数是一个时，就是在一段时间内电压V2比电压V1低。当方波的个数是几个时，就是在几段时间内电压V2比电压V1低。图2中波形图a表示了本发明的电压V2是一个方波时的波形图，图2中波形图b表示了本发明的电压V2是两个方波时的波形图。
本发明的电压V2还可以为随时间变化的电压。
电压V2是随时间变化的电压时，本发明的电压V2可以为正弦波的半周(如图2中波形图c所示)。
电压V2是随时间变化的电压时，本发明的电压V2还可以为三角波(如图2中波形图d所示)。
电压V2是随时间变化的电压时，本发明的电压V2还可以为梯形波(如图2中波形图e所示)。
与现有的阳极溶出伏安法相比，本发明由于富集电压不是恒定不变的，而是在某一段或者某几段时间内比原来的恒定电压变得更低，电压变低对银基汞膜工作电极起到活化作用，延长了银基汞膜工作电极的使用寿命，提高了极谱仪的灵敏度。由于银基汞膜工作电极的使用寿命延长，在测试过程中减少了处理银基汞膜工作电极的次数，使测试过程变的简单。由于提高了极谱仪的灵敏度，可以适当缩短富集的时间，使整个测试时间大大减少，加快了分析的速度，提高了工作效率。由于本发明对电压V2的最低值和时间都进行了一定范围的限定，不但可以对银基汞膜工作电极起到活化作用，提高极谱仪的灵敏度，而且可以防止长时间的过低电压对银基汞膜工作电极造成破坏，延长银基汞膜工作电极的使用寿命。
图1为现有的阳极溶出伏安法的工作电极与参比电极之间的电压随时间变化的波形图；图2为本发明的工作电极与参比电极之间的电压随时间变化的五种波形图；图3为本发明的实施例中工作电极与参比电极之间的电压随时间变化的波形图；图4为极谱仪采用银基汞膜工作电极，在四种不同的测试条件下，对同一样品用阳极溶出伏安法测量海水中的Zn、Cd、Pb、Cu浓度，所得到的四种不同的谱图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
为了将本发明的实施例与现有的阳极溶出伏安法的技术效果进行比较，在介绍本发明的实施例以前，首先采用现有的阳极溶出伏安法测量某一海水样品中的Zn、Cd、Pb、Cu的浓度。现有阳极溶出伏安法在每一个测试周期中包括清洗、富集、静置和扫描四个步骤，仪器采用极谱仪，极谱仪的灵敏度选为10，极谱仪的工作电极采用银基汞膜工作电极。该阳极溶出伏安法工作电极与参比电极之间的电压随时间变化的波形图如图1所示，清洗时间QT＝18秒，富集时间FT＝36秒，静置时间JT＝12秒，扫描时间ST＝6秒；富集电压和静置电压都为-1.3V，该电压不随时间变化；扫描起始电压为-1.3V，扫描终止电压为-0.05V。刚开始测量时，得到如图4中的谱图a所示的谱图。在谱图a中还能够显示出Zn、Cd、Pb、Cu的溶出峰，其中Zn的溶出峰高为2.42，Cd的溶出峰高为5.62，Pb的溶出峰高为28.33，Cu的溶出峰高为16.46。对同一样品连续测量1小时后，极谱仪的灵敏度就会明显下降，得到如图4中的谱图b所示的谱图。在谱图b中几乎分辨不出Zn的溶出峰，其中Zn的溶出峰高为0.12，Cd的溶出峰高为1.81，Pb的溶出峰高为17.97，Cu的溶出峰高为7.13。此时如果继续采用现有的阳极溶出伏安法测量Zn的浓度，就必须延长富集时间或者对银基汞膜工作电极进行处理，否则无法继续进行测量。
本发明的实施例是一种采用极谱仪进行的阳极溶出伏安法，在每一个测试周期中包括清洗、富集、静置、扫描四个步骤。极谱仪的工作电极继续使用前述的经过连续测量1小时后的银基汞膜工作电极，测量样品也继续使用前述的测量样品，极谱仪的灵敏度继续选为10。清洗时间QT＝18秒，富集时间FT＝36秒，静置时间JT＝12秒，扫描时间ST＝6秒，与前述的现有的阳极溶出伏安法所采用的时间都相同。本实施例中工作电极与参比电极之间的电压随时间变化的波形图如图3所示，图3中富集电压不是在整个富集时间内恒定不变的，而是在两段时间内为一个不随时间变化的恒定电压V1，在另外一段时间内为一个比电压V1低的电压V2。其中，富集电压在整个富集时间的前12秒内为不随时间变化的恒定电压V1，电压值为-1.3V；从富集时间的第12秒结束的时刻，富集电压跳变为一个比电压V1低的电压V2，电压V2是一个方波电压，该方波电压的电压值为-2.2V，方波的宽度为1秒；从富集时间的第14秒开始，富集电压又变为不随时间变化的恒定电压V1，电压值为-1.3V。在整个富集步骤中，电压V2的时间占整个富集时间的2.78％。本实施例在开始测试时，得到的第一个谱图如图4中谱图c所示。在谱图c中Zn、Cd、Pb、Cu的溶出峰比谱图a和谱图b中的明显增高，其中Zn的溶出峰高为56.97，Cd的溶出峰高为35.02，Pb的溶出峰高为76.87，Cu的溶出峰高为20.51。可见，经过富集电压的变化，对银基汞膜工作电极起到了明显的活化作用，极谱仪的灵敏度有了很大的提高。但图4中谱图c不是一个稳定的谱图，不能直接用于分析计算。经过数次测试后，谱图的峰高重复稳定，得到如图4中谱图d所示的谱图。在谱图d中Zn的溶出峰高为19.71，Cd的溶出峰高为10.35，Pb的溶出峰高为32.36，Cu的溶出峰高为29.50。
将图4中的谱图a、b、d三个谱图进行比较，可以看出，谱图d中的Zn、Cd、Pb和Cu的溶出峰明显高于谱图a、b中Zn、Cd、Pb和Cu的溶出峰。说明采用本发明后，对银基汞膜工作电极起到活化作用，提高了极谱仪的灵敏度。
权利要求
1.一种阳极溶出伏安法，在每一个测试周期中包括清洗、富集、静置、扫描四个步骤；其特征是在富集步骤中富集电压在不同的时间段内电压值不同，其中在一段或几段时间内为一个不随时间变化的恒定电压(V1)，在另外一段或者几段时间内为一个比电压(V1)低的电压(V2)。
2.根据权利要求1所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V1)为-1V～-1.6V，电压(V2)最低为-2V～-3.0V。
3.根据权利要求2所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)所占的时间为整个富集时间的0.1％～15％。
4.根据权利要求1、2或3所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)为不随时间变化的恒定电压。
5.根据权利要求4所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)为方波。
6.根据权利要求1、2或3所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)为随时间变化的电压。
7.根据权利要求6所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)为正弦波的半周。
8.根据权利要求6所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)为三角波。
9.根据权利要求6所述的阳极溶出伏安法，其特征是电压(V2)为梯形波。
全文摘要
本发明涉及一种极谱分析方法，名称为阳极溶出伏安法。为解决现有的阳极溶出伏安法如果极谱仪采用银基汞膜工作电极，银基汞膜工作电极使用一段时间后会导致极谱仪的灵敏度下降的技术问题，本发明采用以下技术方案一种阳极溶出伏安法，在每一个测试周期中包括清洗、富集、静置、扫描四个步骤。在富集步骤中富集电压在不同的时间段内电压值不同，其中在一段或几段时间内为一个不随时间变化的恒定电压V1，在另外一段或者几段时间内为一个比电压V1低的电压V2。本发明能够对银基汞膜工作电极起到活化作用，提高了极谱仪的灵敏度，减少测试时间，提高了工作效率。
文档编号G01N27/48GK1595136SQ200410059908
公开日2005年3月16日 申请日期2004年6月18日 优先权日2004年6月18日
发明者刘文涛 申请人:刘文涛