【摘要】：重金属离子污染是近代工业引起的诸多环境污染中较为严重的一种污染,其中Cd(II)和Pb(II)具有污染来源广、危害大等特点,是人们关注的重点。铋膜电极因其分析效果好、背景电流小且氢过电位高等优点,常被用来构建电化学传感器,实现对Cd(II)和Pb(II)的检测。然而铋膜电极也存在一些缺点,如稳定性差易脱落、结构单一等,使其应用范围受到一定限制。因此,对铋膜进一步修饰改性或者制备新型结构的铋基材料成为该领域的研究热点。本论文主要构建了三种不同形貌的铋基纳米材料修饰纯碳糊电极,对重金属离子Cd(II)及Pb(II)进行电化学检测分析。主要研究内容如下:(1)铋纳米花的合成及其对Cd(II)的电化学检测。通过调节溶剂中乙二胺的体积,用简单的溶剂热法制备出铋纳米针、铋纳米棒、铋纳米片和铋纳米花。对这些铋纳米材料进行了扫描电子显微镜和X-射线粉末衍射表征,并对它们的形成机理进行讨论。其中铋纳米花修饰电极对Cd(II)的检测效果最佳,这主要归因于其特殊的三维立体结构。研究了不同修饰方式对测定的影响,此外还和预镀和共沉积铋膜电极进行比较。铋纳米花掺杂修饰电极在富集电位为-1.2 V,富集时间为200 s的最佳参数条件下,检测的线性范围是0.05~1μM,灵敏度是27.5μA/μM,检测限可达2.4 nM。该修饰电极可用于测定环境水样中的Cd(II),回收率在91.1%~105.6%。(2)Bi基水滑石修饰电极同时检测Cd(II)和Pb(II)。利用简单的溶剂热法合成出球状Mg/Bi-LDH,用扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射表征、傅立叶红外光谱和X-射线光电子能谱进行表征。与裸碳糊电极相比,Mg/Bi-LDH修饰电极同时检测Cd(II)和Pb(II)效果更好,Cd(II)的峰电流约是碳糊电极的三倍,Pb(II)的峰电流约是碳糊电极的两倍,原因是纳米球状结构可暴露较大的电化学活性位点和本身对这两种离子的亲和性好。该电极在NaAc-HAc缓冲液pH为4.4,富集电位为-1.2 nM。Mg/Bi-LDH构建的电化学传感器抗干扰能力好,在100倍其他金属离子存在下,信号偏差小于10%。(3)热处理六棱柱Bi-MOF修饰电极同时测定Cd(II)和Pb(II)。采用简便的一锅溶剂法制备出六棱柱结构的Bi-MOF,并进行300℃的热处理。煅烧前后的材料,使用扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射表征、傅立叶红外光谱和X-射线光电子能谱进行表征。与裸碳糊电极相比,Bi-MOF和Bi-MOF-300修饰电极,对Cd(II)和Pb(II)的分析效果有一定改善,Cd(II)的峰电流大约是碳糊电极的2倍和3倍,Pb(II)的峰电流大约是碳糊电极的2倍和2.3倍,其中Bi-MOF-300修饰电极的效果更好,这主要归因于多孔结构、煅烧之后的有效基团比例提高和孔洞更通透。该电极在NaAc-HAc缓冲液pH为4.4,富集电位为-1.0