一种快速检测酸性溶液中2,4-硝基苯胺含量的电化学方法

本发明涉及染料检测，特别涉及一种创新性的快速测定酸性溶液中2,4-二硝基苯胺含量的染料检测方法及其应用。

背景技术：

1、2,4-二硝基苯胺是分散染料、中性染料、硫化染料和有机颜料的中间体，也用作其他有机合成，如生产农药二硝散以及用作印刷油墨的调色剂和制取防腐剂。工厂排放的废水废气是主要污染源，造成地表水与地面水的污染。由于2,4-二硝基苯胺蒸气压较低，因此在水中和土壤中不易挥发，存在时间较长，对眼睛、黏膜、呼吸道及皮肤有刺激作用，吸收进入体内导致形成高铁血红蛋白而引发疾病。基于此，能够及时、快速、准确的获取2,4-二硝基苯胺2,4-二硝基苯胺含量，对于被污染的土壤和水源进行净化有着至关重要的作用。

2、目前，常用的测定溶液中有机物的检测方法有高效液相色谱法(hplc)、高效液相色谱-质谱联用法(hplc-ms)、气相色谱-质谱联用法(gc-ms)、荧光探针检测法和毛细管电泳法。这些方法存在成本高，准备时间长，样品制备过程复杂等缺点，难以适应2,4-二硝基苯胺使用和遗留现场的快速检测。因此，建立一种低成本、简便快捷的2,4-二硝基苯胺含量检测方法至关重要。

3、由于盐酸溶液会对金属产生强酸性腐蚀，发生电化学反应，产生电化学信号，而2,4-二硝基苯胺作为一种胺类化合物，溶解到盐酸中会中和盐酸中的h+，生成氯化胺盐，从而降低溶液ph，提高电化学反应下金属的耐腐蚀性能。通过利用2,4-二硝基苯胺的盐酸溶液对金属的酸性腐蚀从而来计算酸溶液中2,4-二硝基苯胺的含量。电化学检测作为一种快速、高效且低成本的方法已经被应用到仪器分析方法中。其中动电位扫描法是电化学测试中经常用到的一项技术，通过将金属电极浸在电解液中，在金属与电解质溶液之间就会形成电位，这种电位即为该金属在该溶液中的电极电位。动电位扫描法在实质上是一种准稳定的恒电位法，测得曲线具有连续性。在得到极化区之后，从强极化区通过直线外推法以求得塔菲尔曲线的斜率βa和βc为塔菲尔常数和自腐蚀电位ecorr等参数。目前国内外对于溶液中2,4-二硝基苯胺含量检测方法的探讨依然很少，探寻一种更加简单、快速和灵敏测定溶液中2,4-二硝基苯胺含量的电化学方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、为有效解决上述问题，本发明的目的在于提供一种方便快速，检出限低，污染性小的快速检测样品中2,4-二硝基苯胺含量的电化学检测方法。

2、为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

3、一种快速检测酸性溶液中2,4-硝基二苯胺含量的电化学方法，包括以下步骤：以金属电极片为工作电极，玻碳电极作为对电极，ag/agcl电极作为参比电极，构成三电极体系，将三电极体系置于含2,4-二硝基苯胺的酸性电解质溶液中后，与电化学工作站连接，采用动电位扫描法，测定含不同浓度2,4-二硝基苯胺的电解质溶液中的自腐蚀电位值。

4、优选的，所述的金属电极片为q235钢、n80钢、黄铜。

5、优选的，所述动电位慢扫描法的条件为，扫描电位为-2v～1.5v，扫描速度为0.5mv/s，振幅为20mv。

6、优选的，所述酸性电解质溶液为稀盐酸溶液，浓度为0.1～2mol/l。

7、优选的，所述的一种快速测定溶液中2,4-二硝基苯胺含量的电化学检测方法，包括采用动电位慢扫描法，建立自腐蚀电位值与2,4-二硝基苯胺浓度的标准曲线和对应的线性方程。

8、更优选的，采用动电位慢扫描法，建立自腐蚀电位值与2,4-二硝基苯胺浓度的标准曲线和对应的线性方程，具体操作步骤如下：以q235钢为工作电极，玻碳电极为对电极，ag/agcl电极为参比电极，构成三电极体系，将三电极体系置于含有不同标准2,4-二硝基苯胺浓度的盐酸电解质溶液中后，与电化学工作站相连接，采用动电位扫描法，分别测定不同标准浓度的2,4-二硝基苯胺浓度的电解质溶液的自腐蚀电位值，建立自腐蚀电位值与2,4-二硝基苯胺浓度的标准曲线或线性方程；所述含有不同标准2,4-二硝基苯胺浓度的酸性电解质溶液的制备方法是：在烧杯中加入不同质量(0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1g)的2,4-二硝基苯胺粉末，加入少量稀盐酸溶液搅拌，然后放入超声机中加热30℃进行超声处理，将2,4-二硝基苯胺完全溶解于稀盐酸溶液中，在容量瓶中进行定容至100ml。经过溶液定容，最后得到的标准2,4-二硝基苯胺浓度范围为0～6.0mmol/l，所述动电位慢扫描法的条件为扫描电位为：-2v～1.5v，扫描速度为0.5mv/s，振幅为20mv。

9、优选的，包括作为工作电极的q235钢预处理：通过线切割加工工艺将q235钢切割成为尺寸为10mm×10mm的试样，工作面的反面焊接铁导线，用环氧树脂封装。试样经过水砂纸逐级打磨，并用去离子水冲洗，冷风吹干。工作电极浸泡0.5h后进行动电位慢扫描法进行测定。

10、优选的，包括玻碳铂电极预处理：包括将玻碳电极用粒度为0.05、0.3、0.5和1.0μm的氧化铝粉末逐级打磨抛光至镜面表面，用去离子水冲洗，然后将玻碳电极置于小烧杯中进行超声水浴清洗2～3min，重复三次，确认电极表面无残余打磨浆之后，用去离子水清洗。之后进行化学清洗，依次用1：1hno3、1：1乙醇溶液(或丙酮)和去离子水超声清洗2～3min。最后将电极用氮气吹干备用。

11、优选的，包括酸性溶液hcl溶液的配制，控制盐酸的浓度为0.1～2mol/l。

12、优选的，电化学检测在室温下进行。

13、优选的，在进行电化学动态极化曲线测试之前，待测工作电极需在电解质溶液中浸泡一段时间，时间为0.5～3h。

14、上述的电化学检测方法在快速测定炸药污水和土壤中2,4-二硝基苯胺含量的应用。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明提供了一种快速测定酸性溶液中2,4-二硝基苯胺含量的电化学检测方法，通过使用钢片作为工作电极采用电化学检测方法对溶液中2,4-二硝基苯胺进行定量测量。相比其他溶液含量测定方法如液相色谱法，电化学检测方法优点在于测试方便快捷、成本大大降低、检出限低且灵敏度高。

17、2、本发明中提供的动电位慢扫描法通过在特定电压下进行不同2,4-二硝基苯胺浓度的测定，测试条件温和，影响因素少，提高检测准确性。

18、3、本发明检测周期短，可直接用于测定溶液中2,4-二硝基苯胺含量，检出限大于6.0mmol/l，可适用于现场快速检测。在现场测试时，制备好的三电极与电化学工作站相连接，并置于待测溶液中，通过对电脑端参数进行设置，可以直接获取测试结果，测试过程快速，低于1min便可得到所需数据，直观可见。并且近年来，伴随着电化学工作站和笔记本电脑的轻量化生产，设备便于携带。

19、4、本发明应用到的q235钢作为工作电极，导电性好，电势适用范围宽，在2,4-二硝基苯胺的酸性溶液中可以快速发生金属的电化学腐蚀过程，从而获得自腐蚀电位值，提高检测速度。