介绍
3-硝基苯酚在生态环境中分布广、危害大,因此对于它们的分离检测已成为环境分析研究的重要课题,电化学方法测定硝基苯酚是一种简单易行、快速灵敏的检测方法。普鲁士蓝(PB)具有独特的稳定性和良好的电催化性能,广泛应用在化学修饰电极及传感器等方面。采用电化学方法，通过在PB膜中掺杂金属铜离子，制备类普鲁士蓝掺杂铜修饰电极，可以对3-硝基苯酚在该修饰电极上的准确、快速测定。
图一 3-硝基苯酚
测定3-硝基苯酚
以0.5 mol·L-1的KCl溶液(p H=2)为空白液,加入0.001 mol·L-13-硝基苯酚为试液,以Cu/PB/GC电极为工作电极进行循环伏安扫描,扫速为0.05 V·s-1,见图2。与曲线a相比,曲线b显示3-硝基苯酚在-0.55V处出现了还原峰,且还原峰电流明显增大,说明Cu/PB/GC电极对3-硝基苯酚具有良好的催化作用。在-0.6V附近,均出现3-硝基苯酚的还原峰,PB/GC和Cu/PB/GC均比GC电极上的还原峰电流大,且峰电位正移,在Cu/PB/GC电极上还原电流最大,说明此电极对3-硝基苯酚电催化活性最好。
图二 不同电极在3-硝基苯酚溶液中CV
在Cu/PB/GC电极上交流阻抗谱
以Cu/PB/GC为工作电极,在0.001 mol·L-1 3-硝基苯酚溶液(p H=2,[KCl]=0.5 mol·L-1)中交流阻抗扫描,初始电位分别为-0.4V、-0.6V、-0.8V,低频为0.05Hz,高频为105HZ,振幅为0.005 v。
在-0.4V时,阻抗图呈半圆形,弧半径最大,表明电极反应电阻最大,主要受动力学控制;在-0.8V时,阻抗弧半径变小,对应电极反应电阻变小;对比图二显示3-硝基苯酚在普鲁士蓝掺杂铜修饰电极上的还原峰电位在-0.55V附近,且峰电流最大,因此初始电位在-0.6V时,则曲线b显示阻抗弧半圆半径最小,电极反应电阻最小,在高频区,表现为半圆,低频区则呈线性,说明3-硝基苯酚在Cu/PB/GC电极上电极过程受动力学和扩散联合控制,表明交流阻抗与循环伏安法研究结果一致。
选择同样的初始电位:-0.6V,比较GC、PB/GC、Cu/PB/GC三种电极在3-硝基苯酚溶液中的交流阻抗。3-硝基苯酚在GC和PB/GC电极上反应电阻比较大,而在Cu/PB/GC电极上反应电阻最小,且灵敏度最高,因此可以用来检测溶液中的3-硝基苯酚[1]。
图三 3-硝基苯酚在电极上不同电位下的阻抗图
参考文献
[1]杜艳芳,郑亚楠.3-硝基苯酚在普鲁士蓝掺杂铜修饰电极上的电化学行为研究[J].化学研究与应用,2016,28(06):789-793.