现代科技综述知识文库：吸附伏安法.pdf

现代科技综述系列—— 吸吸附附伏伏安安法法 科技是人类区别于动物的重要文明之一， 是人类对自然规律研究 利用的学科。 本文提供对科技基本概念 “吸附伏安法” 的解读，以供大家了解。 吸吸附附伏伏安安法法 在一定电极电势下，将一种化合物吸附富集在电极 上，再以伏安法(线性扫描伏安法或示差脉冲伏安法)将 这种物质还原或氧化，同时记录下呈峰状的吸附物的 伏安曲线。 根据此曲线的峰电流、峰电势、半峰宽度及峰面积来 测定溶液中物质的含量、物理化学参数(如吸附系数、 分子相互作用系数、吸附自由能、吸附等温式、表面 反应的电子数、对称系数及反应速度常数、配合物的 配位数及稳定常数)、判断反应物及产物、确定反应机 理的方法称为吸附伏安法。 这种方法的特点是可研究低浓度体系；分析痕量、超 痕量的无机离子、有机化合物及生物物质。 已报道此方法的检测下限可达10 －11mol ／L 。 1956年卡尔伏达(R ．Kalvoda)观察到，在滴汞电极上吸 附富集化合物后得到的电响应信号比无吸附富集时灵 敏。 196 1年凯姆拉(W ．Kemula)等将这种方法首先应用到悬 汞电极上。 以后这种方法也应用到其它固体电极上(如石墨电极、 碳糊电极、玻璃碳电极、铂电极) 。 在悬汞电极上得到的数据重现性最好。 70年代末这个方法才真正引起人们的重视。 当时痕量、超痕量物质的分析是分析化学领域中一个 十分重要的研究课题。 在电分析化学中，基于形成汞齐的阳极溶出伏安法被 公认为是测定超痕量重金属的最灵敏的方法，然而这 种方法的局限性是只能测定电还原后形成的金属能溶 于电极材料汞中的某些金属离子。 在阳极溶出伏安法的启示下，人们开始利用无机配合 物、有机化合物及生物物质在电极上的吸附性将这些 物质富集在电极表面，然后用伏安法将电极表面上的 吸附物质还原或氧化，就产生了吸附伏安法。 这种方法除应用于阳极溶出伏安法能测定的金属离子 外，还可应用于不能用阳极溶出伏安法测定的元素及 化合物。 即通过配合物测定不能被电还原的金属离子；能被电 还原为金属，但在汞中的溶解度较小的金属离子；以 及不能被电还原的非金属离子；也可直接测定有机化 合物 生物物质。 已报道的用此法测定的有机化合物及生物物质有140余 种，如表面活性剂、染料、农药、药物、激素、维生 素、蛋白质、核酸等。 测定的无机元素有Al、B 、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、 Cu 、Dy、Eu 、 、 e、Ge、Ga、Ho、In 、La、Mg Mn 、Mo、Ni、Pb 、Pd、Pr 、Se、Sn 、Sb 、Sr 、Tc、 Th 、Ti、U 、V 、W、Y 、Zr 。 这种方法的发展过程中，王(J ．Wang)研究了一些无机 离子的体系及有机化合物的吸附伏安法。 在对碳糊电极上的吸附伏安技术研究中发现，由于在 吸附富集阶段，化合物除吸附于碳糊电极表面外还深 入到电极的内部，这种情况下的富集过程为萃取－吸 附富集。 采用这种方法可以防止部分局外有机物的干扰。 柏莱采克(E ．Palecek)等提出，电极从样品溶液中吸附 富集生物物质后，于另一溶液中进行还原或氧化可以 减小样品溶液的干扰。 他称此法为吸附转移溶出伏安法，并将此法用于核酸 的研究中。 范登贝尔格(C ．M ．G ．van den Berg)用吸附伏安法测 定了环境样品中一些无机离子。 80年代以来，中国电分析化学工作者对无机离子的吸 附伏安法做了大量研究。 金文睿等对吸附伏安法理论进行了系统的研究。 推导了吸附富集阶段电极上物质的吸附量的表达式； 推导了可逆、准可逆、完全不可逆表面过程半整数、 整数积分 导数线性扫描伏安法中峰值、峰电势、半 峰宽度、峰间距的表达式；提出了用吸附伏安法测定 表面电化学