【儀表儀表網 儀表研發】 近期，智能所黃行九研究員課題組關于光譜電化學檢測重金屬離子進展的綜述文章Electrochemical spectral methods for trace detection of heavy metals: A review發表在Trends in Analytical Chemistry上。
 

 

圖1. 微區液體排空裝置輔助原位水下電吸附-激光誘導擊穿光譜分析聯用體系的實驗裝置圖。(a)原位光譜電化學設備原理圖；微區液體排空裝置設備的分解圖(b)和剖面圖(c)。

 

　　重金屬離子污染對人體健康與生態環境都造成了嚴重威脅，實現污染物中痕量與超痕量水平重金屬離子的檢測尤為重要。單一的光譜檢測方法，如X射線熒光分析、激光誘導擊穿光譜分析以及傳統電化學手段在面對低濃度、成分未知的復雜污染物時，存在檢測限、靈敏度、抗干擾能力不理想的缺點。
 

　　近幾年，光譜電化學技術已經成為環境分析領域研究熱點之一，該方法使用電沉積和電吸附技術對檢測樣品進行預處理，然后使用光譜技術實現對痕量重金屬離子的定性定量分析，該聯用技術具有靈敏度高、檢測限低、抗干擾能力強的優點。黃行九研究員課題組已在光譜電化學檢測重金屬離子方面取得了一系列的科研成果。比如，該課題組使用電吸附-X射線熒光分析聯用技術實現了水環境中砷離子的檢測；使用電沉積-激光誘導擊穿光譜分析聯用技術實現了水稻中鎘離子的抗干擾檢測；此外，使用電吸附-激光誘導擊穿光譜聯用技術，該課題組還實現了鉻離子的原位檢測，實驗裝置如圖1所示。
 

　　此次發表的綜述主要介紹了光譜電化學在檢測重金屬離子方面的主要進展及發展趨勢。其中，電沉積預處理技術主要與原子吸收光譜、全反射X射線熒光分析、X射線熒光分析及激光誘導擊穿光譜分析聯用。基于靜電吸附作用，近幾年新發展的電吸附預處理技術也成功地與X射線熒光分析及激光誘導擊穿光譜分析聯用。值得注意的是，光譜電化學技術也能實現重金屬離子的原位監測。
 

　　此外，該綜述文章提出了目前光譜電化學方法分析檢測重金屬離子存在的關鍵問題和挑戰。課題組研究人員指出，實現痕量及超痕量重金屬離子的快速高靈敏檢測需要：1)設計基于納米材料的電極，優化電化學過程的實驗條件，以縮短預處理過程的時間；2)通過與光譜技術及理論計算結合，如X-射線吸收精細結構(XAFS)和密度泛函理論(DFT)，進一步探索電化學過程的抗干擾機制；3)進一步設計可用于在線監測環境污染物的便捷實驗裝置。
 

　　該研究工作得到了國家自然科學基金重點項目、博士后創新人才支持計劃、安徽省重大科技專項、中國科學院創新交叉團隊、合肥研究院院長基金等項目的支持。
 

　　(原文標題：智能所發表光譜電化學檢測重金屬離子進展綜述文章)