[发明专利]一种溶液中检测砷离子的电化学方法

说明书

本发明属于电化学分析检测技术领域，具体涉及一种溶液中检测砷离子的电化学方法。一种溶液中检测砷离子的电化学方法，待测溶液含有0.005mol/L～0.05mol/L的缓冲物质，且待测溶液pH＝1～2.8，采用石墨烯丝网印刷电极与电化学工作站通过阳极溶出伏安法对所述待测溶液中的砷离子进行测定。本方法对砷的响应灵敏，在极短的时间内即可完成富集，甚至无需设置富集时间，检测限低，检测限(DL)最低为0.28μg/L。在不到2～3分钟的时间内即可获得每个伏安图而无需常规方法中的富集阶段。使用此方法的石墨烯丝网印刷电极无需修饰，并且无需施加激活电位即可进行测量。

技术领域

本发明涉及电化学分析检测技术领域，具体涉及一种溶液中检测砷离子的电化学方法。

背景技术

砷(As)是广泛存在于自然界的重金属元素，常见的砷化合物有三价砷、五价砷和砷化氢。砷化氢和三氧化二砷是毒性较强的化合物，前者与红细胞结合使细胞膜遭到严重破坏，浓度低时造成溶血现象,浓度高时则引起组织器官病变；后者容易和人体细胞中的巯基结合，生成络合物，降低组织细胞中酶的活性，从而影响人体正常的新陈代谢，被砷污染的食物和水经口进入人体内，随着血液分布于全身各处。随砷含量在体内的蓄积，会引起不同程度的砷中毒现象(急性中毒和慢性中毒)。最容易引起的就是对皮肤的损害，表明为逐渐变得干燥、角质化严重、色素沉着异常；食用水中砷含量一旦达到50mg/L时就会引发癌症；砷含量过多时人体的肺脏，以及肾脏、肝脏、神经系统、循环系统、呼吸系统、泌尿系统和消化系统均会受到不同程度的危害。严重者导致消化道受损，出现恶心呕吐、腹部疼痛、神经异常，甚至食道出血、心脏衰竭等病症。

目前，阳极溶出伏安法(ASV)是测定痕量砷的最重要和应用最广泛的技术。阳极溶出伏安法(ASV)快速检测技术中，食品中砷的快速测定方法常采用修饰玻碳或丝网印刷电极将包含的砷原子预浓缩富集，通过还原三价砷生成零价砷并沉积到电极上，随后阳极剥离砷原子检测对应最大溶出电流实现检测检测砷的检测。目前此方法砷离子在电极上从砷离子转化为零价砷化学势能大导致灵敏度不高、富集时间长等问题，而且检测过程中还存在金属离子如铜离子干扰严重的问题。现有技术为了提高电极灵敏度，大多会采用修饰玻碳电极或修饰丝网印刷电极，如纳米金修饰的玻碳电极、铂纳米粒子修饰的玻碳电极以及金纳米粒子修饰的铟锡氧化物(ITO)电极工作电极，电极修饰成本较高，并且大多都用于纯水的测定，并不适用于食品中砷的检测。现有技术采用原子吸收光谱法或电感耦合等离子质谱等仪器进行溶液中砷含量检测，需要先对食品进行消解，虽然检测结果准确，但过程复杂，消耗时间长，效率偏低，费用也较高。

因此，亟需提供一种检测砷的方法，该方法不仅检测灵敏度高，而且检测效率高。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种溶液中检测砷离子的电化学方法，此方法灵敏度高、富集时间短甚至无需设置富集时间，检测效率高。

本发明的发明构思为：本发明采用未经改性的石墨烯丝网印刷电极，通过选择特定的缓冲物质以及其特定浓度、选择特定待测溶液pH，使砷离子能够在未经改性的石墨烯丝网印刷电极上快速富集甚至无需预留特定的富集时间。当电极电位从富集电位到溶出电位转变的时候，检测其零价砷转化为三价砷离子的最大溶出电流，也称砷的氧化峰电流，实现采用未经改性的石墨烯丝网印刷电极电化学检测砷的目的。

本发明的第一方面提供一种溶液中检测砷离子的电化学方法。

具体的，一种溶液中检测砷离子的电化学方法，待测溶液含有0.005mol/L～0.05mol/L的缓冲物质，且所述待测溶液pH＝1～2.8，采用石墨烯丝网印刷电极与电化学工作站通过阳极溶出伏安法对所述待测溶液中的砷离子进行测定。