運用奈米碳管修飾電極進行水質分析(4/4)--重金屬物種分析技術研究
| 中文摘要 |
目前環境水質及廢水處理受到重視，化學需氧量等線上即時監測技術日趨重要，另一方面，重金屬線上即時監測設備雖已發展有相當長的時間，但仍有許多重金屬離子由於本身電化學特性及偵測方法的問題而尚無快速且靈敏的檢測技術。因此本計畫針對以上問題，延續前一年度之研究成果，持續進行文獻彙整與技術研究評析之工作。在線上即時重金屬技術評析部份，已發展有相當長的時間以及較新式的設備依其原理分類說明。綜合來說，在重金屬線上即時分析方面，有比色法(非線上)、離子選擇性電極、UV分光光度法、以及陽(陰)極析出伏安法。在文獻回顧部分，本年度主要針對奈米碳管修飾電極在伏安法的應用以及環境水體中不同價態重金屬物種之伏安法分析，進行文獻彙整。
本計畫最主要的目標為開發水質快速分析技術，應用於現場水質分析，快速掌握水質變化，以作為廢污水處理、環境監測及水質檢測技術開發。利用奈米碳管複合材料修飾電極對選定之不同價態的重金屬物種進行分析(如:Cr、As)和模擬水樣中不同金屬間的干擾試驗與奈米碳管修飾電極在4種環境水體中之長效性分析以及彙整計畫四年執行成果對本技術運用在環境水體進行整理與評估。
目前已利用Au/SWCNT修飾電極進行不同價態的重金屬分析，運用LSV及SWV進行伏安法分析As(III)，結果顯示兩者皆具有良好的檢測能力，而As(V)在不同pH下的電解液皆無法利用LSV及SWV進行伏安法分析。Cr(III)與Cr(VI)可以在不同電解液中以LSV伏安法得到良好的分析成果，因此Au/SWCNT修飾電極對偵測放流水的Cr(III)、Cr(VI)、As(III)為具潛力的感測器。
在重金屬交互干擾中常被討論的Cu或Pb，進行環境水體干擾試驗。取標準溶液配置不同濃度之重金屬，利用所製備的Au/SWCNT修飾電極或SWCNT修飾電極對所選定的重金屬進行分析。環境水體除以伏安法分析外，並且依標準方法，運用AA或ICP分析重金屬含量以及COD或TOC測定環境水體有機質含量，輔以瞭解水中其它物質對於目標重金屬可能的伏安分析干擾。
環境水體方面，結果顯示在環境水體中無法偵測Cr(III)，Cr(VI)的分析訊號較微弱，在As(III)易受到水中TOC及COD之干擾影響其分析結果，而Cu(II)的電流訊號則可能因干擾而無法清楚判定且在去除記憶效應後訊號值變的不明顯。綜合來說，雖然本計畫所得到的重金屬離子分析極限相較於文獻，仍有些差距，但文獻中所發展之電極，多在表面包覆各種增加選擇性或是提高靈敏度之有機分子，就現地連續監測方面的角度，實無法使用。若以水質較單純、水中重金屬離子組成單一，或是特定重金屬離子有較高的濃度等特性之水體，善用掃描條件與電極材料之調整，運用LSV法應可以快速完成定性半定量，或是定性定量之目標。
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| 中文關鍵字 |
即時監測、線性掃描伏安法、金/奈米碳管修飾電極
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