[发明专利]用于检测水中的硼的电化学方法

说明书

技术领域

本专利申请涉及液体(通常是水)中的硼的电化学检测，硼通常是超 低剂量的，甚至是微量的状态(例如，通常几个到几百个ppb-十亿分之几， 重量比)。

背景技术

一般来讲，液体(通常是含水的，更经常是水)中的硼的检测可以使 用多种技术来进行，通常使用电化学方法例如极谱法。

硼是特别难于检测的物质，因为在水中存在非常微量的情况下必须被 检测，而且，最重要的是，因为它必须作为一种带有络合试剂的化合物被 检测。

因此，出版物“Voltammetric determination of boron by using Alizarin Red S”(Analytica Chimica Acta 572(2006)253-258)描 述了一种新的用于确定水中微量(即通常在几个ppb的水平)的硼的存在 的伏安法。在该出版物中，利用悬汞滴电极作为工作电极，通过阳极峰的 存在，检测缓冲溶液中的具有茜素红(ARS)的硼络合物。

然而，汞是很难处理的物质，并且会带来安全和环境方面的问题，除 了这样的事实，使用汞做为工作电极材料是棘手的，而且设备相对笨重。 因此，这种方法被证明操作复杂，使用不灵活。

发明内容

本专利申请的目的是弥补现有技术的缺点，尤其是弥补实现测量方法 的困难，该方法并不具备现有技术的缺陷。

为此，本发明涉及一种用于检测存在于水中的硼的方法，包括：制备 包括水和至少一种硼络合试剂的导电缓冲溶液，将所述溶液引入至少存在 一个工作电极的电化学电池，用伏安法测量硼络合物及络合试剂的阳极峰， 所述方法的特征在于工作电极是固态微电极，并且测量相对于水流是持续 进行的。

有利的是，使用这样的微电极使得能够具有低环境污染的测量方法。

另一方面，使用固体微电极的事实使得能够得到一种方法，这种方法 借助于特别紧凑和廉价的器具很容易实现。

使用根据本发明连续的测量是有优势的，这种测量相对于存在硼的水 流在线(in line)进行测量。

优选的，伏安法测量是微分脉冲伏安法(DPV)，或者方波吸附溶出伏 安法(SWASVM)，或者吸附溶出伏安法(ASVM)测量。

阳极峰测量可以在导电缓冲溶液(通常具有给定PH值)中进行，例如： 阳极峰的测量可以依照以下参数进行：导电的缓冲溶液，如：包括醋酸和/ 或磷酸溶液，及溶液的pH值可以选择为7.4。但是本领域技术人员也可以 设计任意其它的参数组合，其可以使用任意缓冲溶液和任意合适的pH值。 pH值通常取决于各种参数包括电解液的浓度和性质，而且pH值的选择必须 尽可能最优化检测硼的峰值的显现。

优选的，硼络合试剂的浓度为10^-9M-10^-3M，优选为10^-8M-10^-4M。

例如在水处理过程中(典型的是在树脂床去离子阶段的下游)使用根 据本发明的方法的情况，不仅根据本发明的检测方法完美地融入处理过程 中，不需要减缓处理过程，而且还使通过检测硼的存在来显示树脂的损耗 成为可能。

根据本发明，硼络合试剂通常选自由茜素红S(或者ARS，(3，4-二羟 基-9，10-二氧代)-2-蒽磺酸钠盐)和铍(III)形成的组。但是在本发明的 范围内本领域技术人员也可以设计任何其它的络合试剂。

根据本发明的工作微电极通常选自例如碳微电极(即通常是玻璃碳微 电极或碳纳米管)、铋微电极(即通常用铋制成的微电极，或者涂敷有铋膜 的微电极)、掺杂硼或不掺杂硼的金刚石微电极和涂敷汞膜的微电极。但是 在本发明的范围内，本领域技术人员也能预想到任何其它的微电极。本领 域技术人员可以选择限定工作电极的参数，比如可以根据执行条件选择形 成其的材料和其几何形状。

有利的是，根据本发明能够将校准硼浓度测量作为阳极峰高的函数。 这传统地由通过“空白”溶液(即不含硼的溶液)的器具和通过至少一种 含有已知浓度的硼的水溶液的器具来完成。

根据这样的校准，通常情况下硼可以在至少5ppb的浓度被检出，通 常为5-1000ppb，优选为5-400ppb。