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一种检测对硫磷农药的电化学方法

阅读:34发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种检测对硫磷农药的电化学方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种检测对硫磷 农药 的电化学方法,包含以下操作步骤:(1)制备PIL/ZIF‑8CPE 电极 ;(2)标准溶液的配制;(3)标准曲线的绘制, 氧 化峰 电流 值与浓度在5.0~700μg/L范围内的对硫磷标准溶液呈良好线性关系,线性方程为:ip=0.1616C+4.493;在实际检测对硫磷的过程中,将上述对硫磷标准溶液替换成待测样,在‑0.208±0.01V测得的氧化峰电流值代入上述线性方程中,计算得出待测样中对硫磷的含量。本发明方法简单、成本低廉、灵敏度高。,下面是一种检测对硫磷农药的电化学方法专利的具体信息内容。

1.一种检测对硫磷农药的电化学方法,其特征在于,包含以下操作步骤:
(1)制备PIL/ZIF-8CPE电极,所述的PIL为离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐,ZIF-8为2-甲基咪唑锌;
(2)标准溶液的配制:准确称取一定量的对硫磷固体用乙醇溶解、稀释、定容配制成浓度为5.0 mg/mL的母液,然后分别取一定量的母液加入1/15 mol/L pH=8.0 的磷酸缓冲溶液中,定容得到一系列不同浓度待测的对硫磷标准溶液;
(3)标准曲线的绘制:将步骤(1)制备得到的PIL/ZIF-8CPE电极作为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂丝电极为对电极,这三者组成三电极系统,将三电极系统插入含有10 mL 步骤(2)制备得到的对硫磷标准溶液的电解池中,在-0.6V搅拌条件下富集420 s后,在-
0.60 0.5 V范围内进行方波伏安扫描,记录-0.208±0.01V的化峰电流值;该氧化峰电流~
值与浓度在5.0 700μg/L范围内的对硫磷标准溶液呈良好线性关系,线性方程为:ip = ~
0.1616C+4.493,其中ip为氧化峰电流,C为对硫磷的浓度;在实际检测对硫磷的过程中,将上述对硫磷标准溶液替换成待测样,在-0.208±0.01V测得的氧化峰电流值代入上述线性方程中,计算得出待测样中对硫磷的含量。
2.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于:步骤(1)中所述的制备PIL/ZIF-
8CPE电极,包含以下操作步骤:
(a)ZIF-8材料的合成:将硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶于甲醇中,混合,搅拌,混合液进行反应,冷却至室温,离心取下层固体物质,分别用和无水甲醇清洗,干燥即可得到ZIF-8材料;
(b)糊电极的制备:将石墨粉与步骤(a)合成的ZIF-8材料混合并研磨,液体石蜡,继续研磨直至得到糊状物,将糊状物压入连有线的碳糊电极管壳内,即得到ZIF-8修饰碳糊电极;
(c)PIL/ZIF-8CPE电极的制备:将离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐滴到步骤(b)制备所得ZIF-8修饰碳糊电极表面,干燥后得到PIL/ZIF-8CPE电极。
3.根据权利要求2所述的电化学方法,其特征在于:步骤(a)中所述的硝酸锌与2-甲基咪唑成质量比2:1;所述搅拌时间为2小时;所述混合液100℃进行反应2小时;所述的干燥为真空干燥,干燥温度为50℃,干燥时间为半天。
4.根据权利要求2所述的电化学方法,其特征在于:步骤(b)中所述石墨粉与步骤(a)合成的ZIF-8材料按质量比40:1混合研磨;所述液体石蜡的添加量为1.0g研磨后的石墨粉和ZIF-8材料的混合物加0.1ml的液体石蜡。
5.根据权利要求2所述的电化学方法,其特征在于:步骤(c)中将5.0 μL 浓度为0.050 mg/mL 的离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐滴到步骤(b)制备所得ZIF-8修饰碳糊电极表面。
6.根据权利要求1所述的电化学方法,其特征在于:步骤(3)中所述方波伏安法参数设定如下:电位增幅为4 mV,脉冲幅度为 25 mV,脉冲频率为15 Hz。

说明书全文

一种检测对硫磷农药的电化学方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电化学检测方法,特别涉及一种检测对硫磷农药的电化学方法。

背景技术

[0002] 对硫磷,是一种广谱性的杀虫剂,对瓜果蔬菜的虫害防治具有很好的效果,但同时它具有较强的毒性,对人体具有很大的伤害作用,属于2B类致癌物质,属于国家命令禁止使用的农药之一。但其违规使用的险依然存在,为此,建立简单、准确、灵敏的对硫磷含量测定方法具有重要的现实意义。
[0003] 目前对硫磷的检测方法主要有色谱法、紫外分光光度法、荧光光谱法和电化学法。色谱法是目前对硫磷测定常用的方法,具有很高的灵敏度和准确度,但是色谱仪购买和使用成本高昂、操作繁琐、检测人员专业程度要求高、难以实现微型化,限制了其在小型企业和现场检测中的应用。电化学法具有操作简便、成本低廉、灵敏快速、易微型化和智能化、适合现场在线监测等特点,可成为对硫磷低成本、快速检测的一种可靠手段。
[0004] 公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术中存在的技术问题,发明一种对硫磷的检测方法,旨在得到一种简单,检测灵敏、快速的对硫磷的检测方法。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
[0007] 一种检测对硫磷农药的电化学方法,包含以下操作步骤:
[0008] (1)制备PIL/ZIF-8CPE电极
[0009] (2)标准溶液的配制:准确称取一定量的对硫磷固体用乙醇溶解、稀释、定容配制成浓度为5.0mg/mL的母液,然后分别取一定量的母液加入1/15mol/L pH=8.0的磷酸缓冲溶液中,定容得到一系列不同浓度待测的对硫磷标准溶液;
[0010] (3)标准曲线的绘制:将步骤(1)制备得到的PIL/ZIF-8CPE电极作为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂丝电极为对电极,这三者组成三电极系统,将三电极系统插入含有10mL步骤(2)制备得到的对硫磷标准溶液的电解池中,在-0.6V搅拌条件下富集420s后,在-0.60~0.5V范围内进行方波伏安扫描,记录-0.208±0.01V左右的化峰电流值;该氧化峰电流值与浓度在5.0~700μg/L范围内的对硫磷标准溶液呈良好线性关系,线性方程为:ip=0.1616C+4.493,相关系数R=0.993;其中ip为氧化峰电流(μA),C为对硫磷的浓度(μg/L),方法的检出限为:2.0μg/L;在实际检测对硫磷的过程中,将上述对硫磷标准溶液替换成待测样,在-0.208±0.01V测得的氧化峰电流值代入上述线性方程中,计算得出待测样中对硫磷的含量。
[0011] 优选的是,步骤(1)中所述的制备PIL/ZIF-8CPE电极,包含以下操作步骤:
[0012] (a)ZIF-8材料的合成:将硝酸锌和2-甲基咪唑分别溶于甲醇中,迅速混合,持续快速搅拌,混合液进行反应,冷却至室温,离心取下层固体物质,分别用和无水甲醇清洗,干燥即可得到ZIF-8材料;
[0013] (b)糊电极的制备:将石墨粉与步骤(a)合成的ZIF-8材料混合并研磨均匀,液体石蜡,继续研磨直至得到均匀的糊状物,将糊状物压入连有线的碳糊电极管壳内,在洁净的称量纸上磨平抛光即得到ZIF-8修饰碳糊电极;
[0014] (c)PIL/ZIF-8CPE电极的制备:将离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐(PIL)滴到步骤(b)制备所得ZIF-8修饰碳糊电极表面,在空气中干燥5分钟后得到PIL/ZIF-8CPE电极。
[0015] 优选的是,步骤(a)中所述的硝酸锌与2-甲基咪唑成质量比2:1;所述搅拌时间为2小时;所述混合液100℃进行反应2小时;所述的干燥为真空干燥,干燥温度为50℃,干燥时间为半天,即12小时。
[0016] 优选的是,步骤(b)中所述石墨粉与步骤(a)合成的ZIF-8材料按质量比40:1混合研磨;所述液体石蜡的添加量为1.0g研磨后的石墨粉和ZIF-8材料的混合物加0.1ml的液体石蜡。
[0017] 优选的是,步骤(c)中将5.0μL浓度为0.050mg/mL的离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐(PIL)滴到步骤(b)制备所得ZIF-8修饰碳糊电极表面。
[0018] 优选的是,步骤(5)中所述方波伏安法参数设定如下:电位增幅为4mV,脉冲幅度为25mV,脉冲频率为15Hz。
[0019] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
[0020] PIL/ZIF-8CPE具有良好的化学稳定性、电催化活性、大的电活性面积,传导性能优异等特征,在检测过程中吡咯烷离子液体(PIL)和金属有机框架材料ZIF-8具有良好的协同作用,PIL/ZIF-8CPE大电活性面积和对对硫磷强的吸附可将更大量的对硫磷吸附到电极表面,同时修饰电极优异的传导性能加快了电子在电极表面的传导速率,增强了对硫磷的电化学响应信号,从而提高了方法的检测灵敏度。本发明方法简单、成本低廉、灵敏度高。附图说明
[0021] 图1是100μg/L对硫磷标准溶液在不同电极上的方波伏安信号响应图,a.裸碳糊电极;b.PIL修饰碳糊电极;c.ZIF-8修饰碳糊电极;d.PIL/ZIF-8CPE。
[0022] 图2为不同浓度的对硫磷标准溶液在PIL/ZIF-8CPE上方波伏安曲线,从1到8对应的浓度分别为:5.0μg/L;10.0μg/L;30.0μg/L;50.0μg/L;100μg/L;300μg/L;500μg/L;700μg/L。
[0023] 图3为不同浓度的对硫磷标准溶液在PIL/ZIF-8CPE上氧化峰电流与其对应浓度的校准曲线。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例中采用的实验所使用的电化学工作站为CHI760E型;采用的甲醇和乙醇都为市售所得分析纯甲醇、分析纯乙醇。
[0025] 实施例1
[0026] 一种检测对硫磷农药的电化学方法,包含以下操作步骤:
[0027] (1)制备PIL/ZIF-8CPE电极,操作步骤包含(a)、(b)、(c):(a)ZIF-8材料的合成:将0.80g的硝酸锌和0.40g的2-甲基咪唑分别溶于50mL甲醇中,迅速混合,持续快速搅拌2小时,将混合液置于容量为200mL内衬聚四氟乙烯的不锈反应釜中,密封后放入100℃烘箱中反应2h,冷却至室温,离心取下层固体物质,分别用水和无水甲醇清洗2次,50℃真空干燥半天即可得到ZIF-8材料;(b)碳糊电极的制备:将石墨粉与步骤(a)合成的ZIF-8材料按质量比40:1混合并研磨均匀,然后按1.0g研磨后的石墨粉和ZIF-8材料的混合物加0.1ml的液体石蜡的量添加液体石蜡,继续研磨直至得到均匀的糊状物,将糊状物压入连有铜线的碳糊电极管壳内,在洁净的称量纸上磨平抛光即得到ZIF-8修饰碳糊电极;(c)PIL/ZIF-8CPE电极的制备:将5.0μL浓度为0.050mg/mL的离子液体N-丁基-N-甲基吡咯烷双三氟甲烷磺酰亚胺盐(PIL)滴到步骤(b)制备所得ZIF-8修饰碳糊电极表面,在空气中干燥5分钟后得到PIL/ZIF-8CPE电极;
[0028] (2)标准溶液的配制:准确称取一定量的对硫磷固体用乙醇溶解、稀释、定容配制成浓度为5.0mg/mL的母液,然后分别取一定量的母液加入1/15mol/L pH=8.0的磷酸缓冲溶液中,定容得到一系列不同浓度待测的对硫磷标准溶液:5.0μg/L、10.0μg/L、30.0μg/L、50.0μg/L、100μg/L、300μg/L、500μg/L、700μg/L;
[0029] (3)标准曲线的绘制:使用CHI760E型的电化学工作站,方波伏安法参数设定如下:电位增幅为4mV,脉冲幅度为25mV,脉冲频率为15Hz;然后将步骤(1)制备得到的PIL/ZIF-
8CPE电极作为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂丝电极为对电极,这三者组成三电极系统,将三电极系统插入一系列含有10mL步骤(2)制备得到的对硫磷标准溶液(5.0μg/L、
10.0μg/L、30.0μg/L、50.0μg/L、100μg/L、300μg/L、500μg/L、700μg/L)的电解池中,在-0.6V搅拌条件下富集420s后,在-0.60~0.5V范围内进行方波伏安扫描,记录-0.208±0.01V左右的氧化峰电流值;该氧化峰电流值与浓度在5.0~700μg/L范围内的对硫磷标准溶液呈良好线性关系,线性方程为:ip=0.1616C+4.493,相关系数R=0.993;其中ip为氧化峰电流(μA),C为对硫磷的浓度(μg/L),方法的检出限为:2.0μg/L;
[0030] 在实际检测对硫磷的过程中,取10.0g菠菜样品,洗净、切碎,加入一定的对硫磷标准物质,然后向其中加入35g无水硫酸钠和0.4g活性碳进行脱色,然后再加入70mL二氯甲烷震摇30min,离心,过滤;将滤液在通风橱中挥发至近干,用乙醇溶解残渣,最后定容至5.0mL,得待测物初液;取上述所得待测物初液加入10mL pH为8.0的磷酸缓冲液中,得到待测物磷酸缓冲液,将上述“标准曲线的绘制”操作中的对硫磷标准溶液替换成待测物磷酸缓冲液,在-0.208±0.01V测得的氧化峰电流值代入上述线性方程ip=0.1616C+4.493中,计算得出待测物磷酸缓冲液中对硫磷的含量,根据所测得的电流值从标准曲线上计算出其所对应的对硫磷浓度值,并计算其加标回收率,其结果如表1所示。
[0031] 表1菠菜样品中对硫磷加标回收测定结果
[0032] 样品含量(μg/g) 加标量(μg/g) 测得值(μg/g) 回收率(%)0 10.0 9.05 90.5
0 50.0 54.3 109
0 100 92.5 92.5
[0033] 从表1可以看出,本发明提出的对硫磷电化学检测方法具有很好的实用性和准确度。
[0034] 前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
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