[发明专利]一种PVC膜Ce（Ⅳ）离子选择性电极及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于稀土电极制备技术领域，尤其涉及一种PVC(聚氯乙烯)膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极，PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法及利用PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极测定酸性溶液中Ce(Ⅳ)的使用方法。

背景技术

稀土是指在元素周期表中原子序数从57到71的15个镧系元素以及与镧系的元素电子结构和化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的简称。铈是稀土族中自然丰度最高的元素，铈及其化合物可用作玻璃脱色剂、澄清剂、着色剂和研磨抛光机，以铈为主的混合稀土金属可用于稀土处理钢、稀土电工铝和稀土铸造镁合金等金属材料，铈还可被用作优良的环保材料。铈有正三和正四两种价态，这种离子价态的差异性会扩大化学性质的差异性，在混合稀土中，往往需要利用这种差异，使铈以四价形式存在，从而与其他三价稀土分离。四价铈离子极易水解，在pH为0.7～1.0时便开始沉淀为氢氧化铈，因此，四价铈离子只能稳定存在于强酸性溶液中。目前，对于酸性溶液中Ce(Ⅳ)浓度的测定主要有分光光度法、中子活化分析法、电感耦合离子体原子发射光谱法、氧化还原滴定法等。分光光度法、中子活化分析法等对实验室和仪器要求高，过程繁琐，费时，价格昂贵，不易在小型试验室普及应用。氧化还原滴定法是实验室应用较多的浓度分析方法，是将已知准确浓度溶液滴加到待测离子溶液中，借助于指示剂颜色的变化来检测终点。该方法人为误差较大，灵敏度不高，耗费时间长，试剂多，并且待测液中存在许多杂质离子会干扰铈离子的测定。因此，开发Ce(Ⅳ)的测定新方法就显得十分必要。电化学测定法是依据被测物质溶液所呈现的电学和电化学性质及其变化而建立起来的分析方法，具有简便、准确、实时、能自动化连续监测的优点，且测定过程中不会破坏，是近年来迅速发展的一种快速分析方法。其中，离子选择性电极法又称直接电位分析法，是利用离子选择性电极(又叫膜电极)把被测离子的活度表现为电极电位，当离子强度一定时，活度可转换为浓度。离子选择性电极是一类电化学传感器，其电极电位与溶液中相应离子的活度的对数值呈线性关系，符合能斯特方程。该方法具有快速、灵敏、设备简单，选择性高等优点，可用很少量试液做到无损分析和原位测量，已成功应用于环境监测、工业分析、土壤分析、湿法冶金等领域。

关于稀土离子选择性电极，国内外学者进行了大量的研究工作。陈方平等以Nd(PMBP)₃配合物为活性物质制成Nd电极，对Nd³⁺在4.8×10^-2～1.0×10^-5mol/L范围内呈能斯特响应，电极受非稀土金属阳离子干扰小，受其他稀土阳离子干扰大，可作为混合稀土测定电极。王玫玫等以Er(PMBP)₃，Pr(PMBP)₃为敏感活性物质制成PVC液膜稀土电极，线性响应范围在10^-2～10^-5mol/L之间，检测下限为10^-5或10^-6mol/L，最佳pH范围为3～6，电极响应迅速。王秀玲等以双安息香缩三乙四胺[BBS]为中性载体，制备出一种对Ce(Ⅲ)具有响应特性的离子电极，在1.0×10^-1～4.0×10^-5mol/L范围内呈近能斯特响应，斜率为32.9mV，检测下限为1.25×10^-5mol/L。M.Akhond等以2-氨基苯并噻唑为载体制备了Ce(Ⅲ)离子选择性电极，在2.0×10^-2～2.0×10^-6mol/L范围内呈能斯特响应，斜率为19.6mV，检测下限为1.8×10^-6mol/L，适用pH范围为4.1～7.3，具有较高的选择性。

虽然国内外学者对稀土离子选择性电极的研究已取得了一些成果，但目前还缺乏对于Ce(Ⅳ)离子选择性电极的研究报道。因此，有必要提供一种Ce(Ⅳ)离子选择性电极的制备方法及应用，用于实现实时、灵敏、快速测定酸性溶液中的Ce(Ⅳ)离子。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种PVC膜Ce(Ⅳ)离子选择性电极及其制备方法和应用。本发明主要开发一种对于Ce(Ⅳ)离子具有较高的选择性、灵敏度高、检测速度快、测量浓度范围广的Ce(Ⅳ)离子电极，可应用于酸性溶液中Ce(Ⅳ)离子的检测。

本发明采用的技术手段如下：