本文采用在金微電極上電鍍汞膜的方法制備了Hg-Au微電極。金電極是將直徑為100μm的金導(dǎo)線一端用環(huán)氧樹脂密封在玻璃毛細(xì)管中，另一端用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂連接在銀導(dǎo)線上進(jìn)行電接觸。銀絲再次用環(huán)氧樹脂固定在玻璃管的頂部。電極的尖端在微拋光機(jī)下由粗到細(xì)逐漸磨平光滑。然后在1 M HNO3溶液和去離子水中超聲作用下洗滌。在0.1 M Hg(NO3)2/0.03 M HNO3電解液中電鍍一層汞，電位為-0.10 V，與飽和甘汞電極(SCE)相比，電位為5 min。采用三電極電池和方波伏安法，Hg-au微電極在-0.10 V至-1.75V的單次電位掃描中可以測量溶解氧、Mn2+、Fe2+和硫化物，與飽和甘汞電極(SCE)相比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該微電極對溶解氧的靈敏度和檢出限為0.16 nAμM-1,6μM;Mn2+為0.35 nAμM-1,3μM;Fe2+為0.22 nAμM-1,5μM，硫化物為34 nAμM-1,0.03μM。在連續(xù)測量15個(gè)沉積物樣品后，發(fā)現(xiàn)微電極具有良好的重現(xiàn)性，誤差在3%以下。

圖文分析

上圖是在溶解氧濃度為210微摩的海水中產(chǎn)生的方波伏安圖。氧在-0.28 V電位下被還原成過氧化物，過氧化物在-1.22 V電位下被進(jìn)一步還原成水。兩個(gè)峰值電流的高度大致相等，這是汞金微電極在海水電解質(zhì)中工作的特征。對稱的雙峰也表明了高質(zhì)量的Hg-Au微電極

上圖是Mn2+在0,50,100,200,400,800微摩濃度下的方波伏安圖。Mn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液從低濃度到高濃度依次測定。由圖可知，Mn2+的峰值電位(Ep)為-1.55 V，峰值電流與海水中Mn2+濃度成正比，線性回歸方程為y=0.3525x+38.333，回歸系數(shù)r=0.9986。Mn2+的檢出限為3.0μM。

上圖顯示了海水中不同F(xiàn)e2+濃度的方波伏安圖。由于Fe2+離子在中性海水中容易水解，通過加入0.10 M HCl將標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH調(diào)整為5.5。較低的pH值會(huì)產(chǎn)生不良的質(zhì)子干擾信號(hào)。結(jié)果表明，F(xiàn)e2+的Ep值為-1.43 V。還原電流與Fe2+濃度成正比，線性回歸方程為y=0.222x-1.2，回歸系數(shù)r=0.9994。Fe2+的檢出限為5.0μM

上圖顯示了海水中硫化物的方波伏安圖。由于酸性條件，硫化物會(huì)轉(zhuǎn)化為H2S并釋放;將溶液的pH控制在中性，使硫化物穩(wěn)定。結(jié)果表明，硫化物的電位為-0.62 V。對于1μM的硫化物，峰值電流與硫化物濃度成正比，斜率約為34 nA。線性回歸方程為y=33.98x+1.223，回歸系數(shù)r=0.9977。該電極對硫化物的檢出限非常靈敏，為0.030μM。與測量溶解氧、Mn2+和Fe2+不同，測量硫化物的掃描方向從高電位到低電位，因?yàn)榱蚧镌陔姌O處被氧化而不是被還原

總結(jié)

本文通過在金上電鍍汞構(gòu)建的Hg-Au微電極可以在一次掃描內(nèi)同時(shí)測量溶解氧、Mn2+、Fe2+和硫化物等氧化還原化學(xué)物質(zhì)。該方法操作簡單，不干擾沉積物。工作電極耐用、靈敏、可靠、保質(zhì)期長。Hg-Au微電極的研制為準(zhǔn)確測定海水和沉積物中氧化還原化學(xué)物質(zhì)提供了一種有效的方法。