[发明专利]一种测定微塑料氧化还原特性的电化学法及其应用

说明书

本发明公开了一种测定微塑料氧化还原特性的电化学法及其应用，电化学法包括以下步骤：S1电解池装配；S2排出氧气；S3、S4电化学处理：在工作电极施加0.4V、‑0.7V的电位，通入电子中介体，待电流稳定后，加入200μL微塑料悬液，在计时电流曲线中得到氧化、还原峰电流，待电流稳定后，通过积分法计算氧化、还原峰电流的面积分别得到微塑料的失、得电子容量；S5验证：通过循环伏安检测微塑料表面是否存在氧化还原活性官能团。应用上述方法对过氧化氢老化酚醛树脂微塑料的得失电子容量测定，本发明通过电化学方法表征微塑料氧化还原特性，即微塑料的得失电子容量的方法，从而推动从氧化还原角度研究微塑料对环境中物质氧化还原转化的影响。

技术领域

本发明涉及环境修复技术领域，具体是涉及一种测定微塑料氧化还原特性的电化学法及其应用。

背景技术

随着工农业生产和日常生活过程中大量的塑料制品被排入环境中，近年来的研究发现微塑料广泛分布在海洋、淡水和陆地生态系统中，已经造成全球性的污染问题。微塑料的尺寸极小，通常为纳米或微纳米，但具有比较大的比表面积，微塑料进入环境中后，经过一系列的物理、化学和生物分解作用，吸附重金属离子和有机类的污染物，有可能被水生生物误食，可在动物、植物体内累计，微塑料所吸附的污染物会保留在生物体内，对水生生物产生长期而持续的毒害作用。影响整个生态系统的功能与服务，并通过食物链传递最终进入人体，从而危害人类健康。

微塑料在环境中，经过光化学氧化、臭氧、双氧水等氧化剂的老化作用，改变微塑料颗粒大小、并在微塑料表面形成丰富的官能团，从而改变微塑料的物理化学性质。大量的研究报道了微塑料老化过程中的转化、吸附和毒性作用。此外，近期有研究发现微塑料还可以影响环境中碳和氮的氧化还原转化过程，但是还未认识到这可能与微塑料具有氧化还原特性有关。因此，急需建立表征微塑料氧化还原特性的方法，从而推动从氧化还原角度研究微塑料对环境中物质氧化还原转化的影响。

专利CN112023714B公开了一种可吸附和降解微塑料的功能化碳纤维膜的制备方法，将质量比为1:0.01～0.5的胺肟修饰的聚丙烯腈纤维膜(胺肟基团含量为0.5～15wt％)与金属盐(MnCl₂·4H₂O、MnSO₄·4H₂O、FeCl₃·6H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、CoCl₂·6H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、Co(Ac)₂·4H₂O、NiCl₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O和Ni(Ac)₂·4H₂O中一种以上)在水热条件下进行自组装反应后煅烧制得由PAN基碳纤维膜、碳纳米管和表面包覆石墨层的金属纳米颗粒组成的功能化碳纤维膜；以该膜为阴极，以BDD电极为阳极，通过电芬顿氧化法降解微塑料，实现较高的微塑料降解率。但是，对于电化学处理过程中氧化还原特性没有进行进一步的研究。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种测定微塑料氧化还原特性的电化学法及其应用。

本发明的技术方案是：

一种测定微塑料氧化还原特性的电化学法，包括以下步骤：

S1电解池装配：将工作电极、参比电极和对电极依次装入封闭的电解池中，所述参比电极为饱和Ag/AgCl参比电极，再将25mL的电解液倒入电解池中，电解液为0.1mol KCl溶液和0.1mol磷酸盐混合溶液，调节电解液的pH为7；

S2排出氧气：通过进气孔向电解液中通入氩气0.5h，电解池中的氧气通过出气孔排除；