合肥研究院實現(xiàn)無機(jī)污染物Cd(II)高靈敏度和高選擇性檢測

　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研究員劉錦淮和黃行九課題組通過對納米材料的氨基功能化實現(xiàn)微污染物Cd(II)的高靈敏度、高選擇性檢測。該工作對于實現(xiàn)實際水樣中重金屬離子的選擇性及準(zhǔn)確檢測具有重要的科學(xué)意義，相關(guān)成果已發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical 雜志上(Sensors and Actuators B 240 (2017) 887–894)。

　　近年來，盡管電化學(xué)方法廣泛應(yīng)用于重金屬離子的檢測并取得了許多研究成果，然而，在利用溶出伏安法檢測重金屬離子時（如Cu(II), Hg(II), Pb(II),Cd(II), Zn(II)），不同的重金屬離子之間能形成金屬間的化合物，在富集過程中不同的重金屬離子在修飾的電極表面的吸附會產(chǎn)生競爭，從而使得同時檢測多種重金屬離子時它們之間的干擾比較嚴(yán)重，無法準(zhǔn)確檢測某一重金屬離子。因此，目前對于尋找能夠?qū)崿F(xiàn)重金屬離子的選擇性及準(zhǔn)確檢測的方法一直是一個具有挑戰(zhàn)性且有意義的工作。

　　針對以上問題，研究人員通過利用氨基功能化的多孔SnO2-離子液體納米復(fù)合材料（NH2/SnO2-RTIL）對Cd(II)的有效抓捕及合理的控制實驗條件（底液的pH及沉積電位），實現(xiàn)了對Cd(II)的高靈敏及選擇性的檢測。同時，利用X-射線光電子能譜（XPS）技術(shù)初步探索了NH2/SnO2-RTIL納米復(fù)合材料用作電極材料檢測Cd(II)所表現(xiàn)的增強(qiáng)的電化學(xué)性能的原因，研究發(fā)現(xiàn)NH2/SnO2-RTIL對Cd(II)具有很好的吸附性能，在溶出伏安分析的富集階段能夠富集更多的Cd(II)，從而還原沉積更多的Cd(0)到電極表面，進(jìn)而在溶出過程中獲得增強(qiáng)的電化學(xué)信號。最后，所提出的方法用來評估合肥王小郢污水處理廠對Cd(II)的處理效果，在進(jìn)水口的水樣中檢測到Cd(II)的濃度約為0.016 µM，出水口無法檢測到Cd(II)，表明污水中含有的Cd(II)處理得比較徹底。因此，所提出的分析方法具有評估污水處理廠對微污染物Cd(II)處理效果的實際應(yīng)用潛力。

　　該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究計劃項目和國家自然科學(xué)基金等項目的支持。

　　圖：a) 多孔NH2/SnO2納米線SEM圖；b) NH2/SnO2-RTIL納米復(fù)合材料修飾玻碳電極高靈敏、高選擇性檢測Cd(II)的研究