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

　　近期，中國(guó)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(duì)納米材料的氨基功能化實(shí)現(xiàn)微污染物Cd(II)的高靈敏度、高選擇性檢測(cè)。該工作對(duì)于實(shí)現(xiàn)實(shí)際水樣中重金屬離子的選擇性及準(zhǔn)確檢測(cè)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(cè)并取得了許多研究成果，然而，在利用溶出伏安法檢測(cè)重金屬離子時(shí)（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(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，從而使得同時(shí)檢測(cè)多種重金屬離子時(shí)它們之間的干擾比較嚴(yán)重，無法準(zhǔn)確檢測(cè)某一重金屬離子。因此，目前對(duì)于尋找能夠?qū)崿F(xiàn)重金屬離子的選擇性及準(zhǔn)確檢測(cè)的方法一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性且有意義的工作。

　　針對(duì)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(duì)Cd(II)的有效抓捕及合理的控制實(shí)驗(yàn)條件（底液的pH及沉積電位），實(shí)現(xiàn)了對(duì)Cd(II)的高靈敏及選擇性的檢測(cè)。同時(shí)，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(cè)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(duì)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(hào)。最后，所提出的方法用來評(píng)估合肥王小郢污水處理廠對(duì)Cd(II)的處理效果，在進(jìn)水口的水樣中檢測(cè)到Cd(II)的濃度約為0.016 µM，出水口無法檢測(cè)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(píng)估污水處理廠對(duì)微污染物Cd(II)處理效果的實(shí)際應(yīng)用潛力。

　　該研究工作得到了國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)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(cè)Cd(II)的研究