电化学的方法由于分析成本低、灵敏度高、操作简单、能够同时分析几种成分而成为测定重金属离子最合适的方法之一。以前的研究通常使用汞膜电极测定金属离子。尽管汞膜电极有良好的性能,但汞是有毒的重金属元素,因此出于健康考虑,汞的使用受到很大的限制。许多人寻找代替汞的电极材料,如化学修饰电极,在用于微量的金属离子的分析中,可以获得较好的测定结果。到目前为止,各种化学修饰电极已经被报道用来测定金属离子。自组装膜电极按预先设计在电极表面形成具有特定性质的膜,已经被广泛用来测定金属离子。Wang等在2000年介绍了一种新型铋膜电极。近几年研究表明,铋膜电极已经成功地代替了汞膜电极。铋膜电极进一步被覆盖一层大分子膜后,可使其不受电极表面的活性化合物吸附干扰,形成金属间化合物,从而提高其灵敏度和选择性。在元素周期表中,锡、铋处于对角线位置,锡的性质与铋的相似。而且有文献报道过锡与锌、镉可以形成合金。另外锡是“绿色”环保型金属元素,它的毒性小和成本低。所以锡膜电极可以用作电化学测量的传感器。为了扩大铋膜电极的应用范围,我们制备了一些化学修饰电极。主要的研究内容如下:1.聚对氨基苯磺酸/铋膜电极的研究及其应用用同位电沉积法将铋和铅离子、镉离子和锌离子在—1.40 V下还原在聚对氨基苯磺酸修饰的玻炭电极上,采用差分脉冲阳极溶出伏安法测定金属离子。与铋膜电极相比较,这三种金属离子在此新电极上产生较大的溶出响应信号。聚合对氨基苯磺酸膜的存在可以使铋膜电极表面免受活性化合物的的吸附干扰,提高了测定的灵敏度。而且这种新型传感器成本低,环境友好,灵敏度、选择性和稳定性都比较好。将该电极应用于水样中锌离子、镉离子和铅离子的分析,结果令人满意。2.锡膜电极的研究及其应用使用锡膜电极差分脉冲阳极溶出伏安法同时测定了锌和镉。新型锡膜电极的制备是采用同位镀锡膜法将锡离子和被测金属离子共同沉积在玻炭电极表面。与铋膜电极相比较,镉和锌在锡膜电极上的溶出信号和在铋膜电极上的相当,表明锡膜电极同样能对一些金属离子具有明显的电催化作用。另外锡膜电极的重现性比较好。锡膜电极良好的电化学性能加上可以忽略的毒性,使其可以用来测定环境中的锌和镉。用锡膜电极测定自来水中锌的含量,结果表明:与用原子吸收光谱法测得的结果一致。3.聚对氨基苯磺酸/锡膜电极的研究及其应用建立了利用聚对氨基苯磺酸/锡膜电极微分电位溶出分析法在溶解氧的条件下测定微量的锌和镉。考虑到降低锡在玻炭电极表面的吸附而制备的聚对氨基苯磺酸/锡膜电极,采用同位镀锡膜法将锡和待测金属离子在—1.5 V的电位下共同还原到聚对氨基苯磺酸修饰的玻炭电极上。对实验条件进行了优化。聚对氨基苯磺酸/锡膜电极对锌和镉有明显的电催化作用,分析成本低而且对环境造成的毒害可以忽略,用于实际样品中锌含量的分析,测定结果与原子吸收光谱法的结果一致。4.2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMTD)自组装电极的研究及用于铅离子的测定借助较强的金硫键,DMTD可以自组装到金电极的表面。利用循环伏安和交流阻抗技术探讨了单分子自组装膜的电化学性质,该自组装膜在金电极上有很好的稳定性。对各种影响铅离子测定的实验参数进行了研究。实验结果表明,铅离子在此自组装膜电极上有灵敏的电化学响应。探讨了反应机理,对影响铅离子测定的物质进行了干扰分析。将该电极用于实际水样中铅离子含量的测定,结果令人满意。