[发明专利]一种检测硝酸根离子的方法

说明书

本发明涉及电化学传感器领域，具体地说是一种检测硝酸根离子的方法。具体是，将工作电极和对电极放置在检测区，将参比电极硝酸根离子选择性电极放置在待测区，利用盐桥将检测区与待测区相连，在工作电极与硝酸根离子选择性电极之间施加恒定电压促使过氧化氢在工作电极上发生氧化反应获得氧化电流；通过改变硝酸根浓度调控硝酸根离子选择性电极电位使工作电极电位发生变化，进而使过氧化氢的氧化电流发生变化；依据过氧化氢氧化电流的变化，实现硝酸根浓度的测定。本发明将离子选择性电极测定硝酸根的传统电位信号转变成电流信号，该发明检测硝酸根兼具离子选择性电极的高选择性和电流信号的高灵敏度特点。

技术领域

本发明涉及电化学传感器领域，具体地说是一种检测硝酸根离子的方法。

背景技术

硝酸根是目前地下水源(尤其是浅层地下水)最普遍的污染因子，同时它也是致癌物质亚硝酸根的前驱体，容易被微生物还原为亚硝酸根。因此，对硝酸根含量的检测在评价水环境硝酸根污染方面起着非常重要的作用。电化学传感器因其具有测定快速、操作简便和便于携带等优点，近年来被广泛用于硝酸根的测定(Analyst 145(2020)5400-5413；Electrochim.Acta 210(2016)407-414)。电流型传感器和电位型传感器是目前报道最多的测定硝酸根的电化学传感器，其中前者是基于硝酸根的电化学催化还原机理(NO₃^-+8e^-+10H⁺→3H₂O+NH₄⁺)开展的。尽管其测定硝酸根具有较高的灵敏度，但是，据报道，在硝酸根电化学还原过程中会产生很多的中间产物，如亚硝酸根、肼、羟胺等，这些中间产物的共存会干扰硝酸根的电流信号，进而影响测定结果的准确性。后者电位型传感器，也即离子选择性电极，测定硝酸根具有较好的选择性，能排除共存离子的干扰，然而，因受能斯特斜率(59.1mV/dec,25度)的限制，1mV电位漂移即可引起4％误差，也即电极的灵敏度和精密度不高。

发明内容

本发明的目的在于利用过氧化氢的氧化电流信号取代硝酸根的直接电化学还原信号，并结合硝酸根离子选择性电极，发展一种检测硝酸根的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种检测硝酸根离子的方法，通过改变参比电极硝酸根离子选择性电极电位调控工作电极电位，促使恒定电压下过氧化氢在工作电极上的氧化电流发生变化，依据过氧化氢的氧化电流变化与硝酸根浓度的关系，实现对硝酸根的定量测定。

进一步的说，在工作电极与作为参比电极的硝酸根离子选择性电极之间施加恒定电压，促使过氧化氢在工作电极上发生氧化反应获得氧化电流；通过硝酸根浓度变化调控硝酸根离子选择性电极电位使工作电极电位发生变化，进而使过氧化氢的氧化电流发生变化；依据过氧化氢氧化电流的变化，实现对硝酸根浓度的测定。

所述过氧化氢氧化电流的变化由装置获得，所述装置包括检测区和待测区，检测区和待测区之间通过盐桥相连接，检测区内设有工作电极和对电极，待测区内设作为参比电极的硝酸根离子选择性电极；其中，检测区内加入含过氧化氢的溶液，待测区内加入含硝酸根的待检测溶液。

所述检测区中过氧化氢在工作电极上发生氧化反应，其中，加入过氧化氢浓度为固定值的溶液；其浓度为1-1000mM。

更进一步的说：

1)检测装置的搭建：将工作电极和对电极放置在检测区中，将硝酸根离子选择性电极放置在待测区中，检测区和待测区之间采用盐桥连接；

2)过氧化氢电流信号的获得：采用电化学工作站在工作电极和参比电极硝酸根离子选择性电极之间施加某个恒定电压，将一定浓度过氧化氢加入到检测区中，待测区内含硝酸根待测液，采用电流-时间技术获得因过氧化氢氧化产生的氧化电流；