离子液体在电分析化学中的应用

　　1 离子液体的性质分析

　　1.1 离子液体的性质

　　虽然离子液体的种类较为繁多，且组成也均不相同，但其物理特性却大体相同，具体体现在如下几个方面：离子液体具有超强的稳定性，能够传递热量，可流动性好，不易燃，不容易挥发，对环境的污染程度较低。粘度低，极性可调性大，密度大，能够形成二相或多相体系，与部分有机溶剂不相溶，可作为分离溶剂。具有较广的溶解范围，可溶解多种材料，如有机物、无机物、高分子材料等等，溶解度较大，且具备溶剂和催化剂的双重功能。

　　2 离子液体在电分析化学中的应用

　　在本次研究中合成了六氟磷酸N-丁基吡啶离子液体，并将之应用于修饰碳糊电极的制备过程中，在此基础上对亚硝酸根（NO2-）在修饰电极上的电化学行为进行分析。

　　2.1 试验仪器与试剂

　　2.1.1 仪器设备。在本次试验中使用的仪器主要有CHI660A型电化学工作站；工作电极为自制的离子液体修饰碳糊电极，简称IL-CPE;集热式恒温加热磁力搅拌器等等。

　　2.1.2 试剂。本次试验中使用的试剂主要包括：氯代正丁烷、吡啶、亚硝酸钠、丙酮、乙酸乙酯、石墨粉、硅油、蒸馏水等。

　　2.2 电极的制备
　　
　　试验中使用的电极为自制，制备过程如下：

　　2.2.1 空白碳糊电极。在对该电极进行制作时，先将碳粉与硅油以5:2的比例在研钵中进行研磨，随后将研磨好的粉末装入到PVC管当中，并进行压实，再用铜导线引出，然后将电极放置在称量纸上进行磨平抛光处理。

　　2.2.2 IL-CPE的制备。先将适量的六氟磷酸N-丁基吡啶离子液体和碳粉分散在10mL的乙腈当中，并混合均匀置于室温条件下使乙腈全部蒸发，随后将其放入到研钵当中进行研磨，加入一定量的硅油，并在研磨均匀后填入到PVC管中，经压实后用铜导线引出，最后置于称量纸上进行打磨抛光。

　　2.3 试验方法

　　先将一定浓度的亚硝酸钠溶液注入到电解池当中，利用电化学工作站将阻抗图谱、示差脉冲伏安图和循环伏安图记录下来。整个试验过程全部在室温的条件下进行。

　　2.4 试验结果与讨论分析

　　2.4.1 离子液体的掺入量。采用了电化学交流阻抗技术对IL-CPE中IL的掺入量对电极性能的影响进行了考察，在含有探针分子的情况下，复平面阻抗谱上反映出了以下两个方面的信息：一方面是高频部分为受动力学控制的区域；另一方面是低频部分为受扩散控制的行为。由电化学阻抗谱可知，当修饰电极中的IL含量增加后，高频部分的圆弧半径随之减小，该现象表明了电极对电子产生的阻碍作用随着离子液体的增加而减小。当IL与碳粉的质量比为1:3时，电极的阻抗近似为一条直线，这充分验证了IL良好的导电性能。故此，在本次试验中选用的工作电极的混合质量比为1:3,即mIL:mcb=1:3.

　　2.4.2 亚硝酸根在电极上的电化学行为分析。由亚硝酸根在碳糊电极与IL修饰电极上的循环伏安曲线可知，当电位处于0~1.2V时，阳极上出现了较为明显的氧化峰，但阴极上却并未出现还原峰，由此表明，亚硝酸根在CPE与IL-CPE上的反应过程为完全不可逆的过程。

　　2.4.3 检出限及精密度。采用示差脉冲伏安法分别对不同浓度的亚硝酸根在IL-CPE与CPE上的电化学相应情况进行了考察，结果表明：IL-CPE和CPE对亚硝酸根在一定的浓度范围内具有良好的电化学相应。

　　试验结果给出的相关数据结果可知，亚硝酸根在IL-CPE上的响应范围要比在CPE上的范围更宽一些，且检出限也比较低。试验过程中，共进行了10次平行测定，通过对试验数据结果进行分析后得出如下结论：亚硝酸根氧化峰峰电流的相对标准偏差为3.8%.

　　3 结论

　　综上所述，本次研究在pH值为3.78的B-R溶液当中，以IL-CPE作为研究对象，对亚硝酸根的电化学行为进行了分析。与CPE相比，IL-CPE的稳定性和抗干扰能力更强，且对亚硝酸根具有较为灵敏的电化学响应；通过示差脉冲伏安法在该电极上对亚硝酸根进行了测定，结果表明，在亚硝酸根浓度范围较宽的前提下，峰电流与亚硝酸根的浓度呈线性关系，其检出限为4×10-6mol/L.本文所制备的修饰电极可用于水质检测中亚硝酸根的测定。

　　参考文献:
　　[1] 姚付军 . 李向军 . 袁倬斌 . 离子液体在有机合成和分析化学中的应用研究进展 [J]. 化学试剂，2012（4）。
　　[2] 高振洪 . 离子液体在分析化学中的应用与发展 [J]. 科技创新导报，2012（1）。