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当前,随着环境监测由浓度控制转向总量控制的要求,对环境污染物进行实时在线监测的呼声越来越高。电化学方法由于具有高灵敏度,可以实现多种金属离子同时测定的优点,而在环境监测中得到广泛应用。然而,传统的电化学方法,由于固相电极表面容易玷污,电极预处理过程繁琐,限制了在实际在线监测中的应用。以液/液界面电化学为基础的极谱法,由于滴汞电极表面不断更新使其最大限度的避免了杂质的干扰,大大提高了分析测试的重现性,很适合进行在线监测研究。然而金属汞有剧毒,因此限制了滴汞电极在实际监测中的应用。近年来,随着有机合成的发展,新兴的绿色试剂室温离子液体逐渐引起人们的关注。这种试剂同时具有高离子电导率、宽电势窗口、电化学稳定等优点,很有可能替代金属汞产生电化学滴液电极新体系。本文基于室温离子液体的优点,将室温离子液体1-丁基3-甲基咪唑六氟磷酸盐(Bmim[PF6])作为有机相支持电解质,使用微量流动注射技术,实现滴液电极大小的精确控制。利用液相电极表面可以不断更新的优点,制备化学滴液电极,利用离子在化学滴液电极液/液界面间迁移产生的迁移峰电流,测定溶液中离子浓度。主要的研究成果如下:(1)以活性碳纤维丝(ACF)作为电化学探针,利用微量流动注射泵控制电极大小,自制化学水滴油电极。以水滴油电极作为工作电极,利用离子在水滴油电极液/液界面间迁移所产生的迁移峰电流大小的不同,测定溶液中离子浓度。建立三电极系统测定溶液离子浓度的新装置,运用该装置对溶液中的Cd2+进行初步测试发现,新方法具有较好的稳定性。对不同络合剂在液/液界面间存在时的形态进行研究。在不同pH值条件下,双硫腙(DzH2),1,10-邻二氮菲(phen)会在液/液界面间以不同形态存在,当水相pH在2.00到4.90之间时,DzH2在液/液界面间以DzH2分子形式存在,而当水相pH值大于4.9时,DzH2发生解离,失去一个质子,在液/液界面间以DzH-形式存在。phen在液/液界面间,以三种不同的形态存在。当水相pH大于4.10时,以分子态L的形式存在,当pH在2.20至4.10之间时,以一价离子态HL+存在,而当pH小于2.20时,以二价离子H2L+2的形式存在。(2)利用络合剂对重金属离子可选择性络合的特性,提出了金属离子在液/液界面间络合迁移的概念,实现了水相金属离子浓度快速测定,具体内容为:制备电化学水滴油电极装置,在水/MIBK-DzH2体系中,DzH2促进了Cd2+在滴液电极液/液界面间的迁移,迁移过程为受扩散控制的不可逆过程,峰电位在-0.773V(vs.Ag/AgCl)处。当水相pH值为4.50时,DzH2在液/液界面间以分子态存在,形成络合物[Cd(DzH2)2]2+。水相中Cd2+的浓度,在1.00×10-6mol.L-11.00×10-4mol.L-1范围内与峰电流成正比,检测限为8×10-7mol.L-1。将该方法用于实际样品镍-镉电池的测定,并将分析结果与电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)进行比较。在水/MIBK-phen体系中,phen促进了Pb2+在液/液界面间的迁移,迁移过程为受扩散控制的不可逆过程,蜂电位在-0.331V (vs.Ag/AgCl)处。当pH为4.50时,phen在液/液界面间以分子态存在,生成络合[Pb(phen)2]2+。在用针泵控制的化学水滴油电极基础上,建立了由微量蠕动管泵控制的新的水滴油电极测定装置,这种两通的管泵电极不需要进行手动进样,使测定过程大大简化。对新的管泵电极进行稳定性和连续测定。对水相中不同浓度Pb2+的的迁移峰电流进行测定,在8.00×10-6mol.L-15.00×10-4mol.L-1以及5.00×10-4mol.L-11.00×10-3mol.L-1范围内Pb2+浓度与迁移峰电流成正比。对不同浓度Pb2+进行测定,八种不同浓度Pb2+所得迁移峰电流相对标准偏差在1.38%5.80%之间。对不同浓度的Cd2+进行连续测定,在慢速进样条件下,进样45分钟后,测定峰电流达到最大值并基本保持稳定。对稳定后不同浓度Cd2+迁移峰电流进行相对标准偏差计算:连续十次测定所得迁移峰电流相对标准偏差分别为0.714%,2.16%,1.26%,Cd2+浓度与平均峰电流成正比,线性回归系数为0.991。快速进样条件下,进样10分钟左右即可达到平衡,检测口峰电流达到最大值,稳定性良好。(3)在化学水滴油电极的基础上,制备化学油滴水电极。选择1,2-二氯乙烷(DCE)作为有机相, Bmim[PF6]作为有机相支持电解质,铂丝作为导电丝,使用三电极系统,用于溶液中pH值的测定。使用油滴水电极对H+浓度进行测定时,H+浓度在212范围内均与峰电流成正比,支持电解质的不同,会对H+的迁移峰电流测定产生影响,在有机相中加入十二烷基磺酸钠(SDS)可以降低其他重金属离子对H+测定的干扰。利用这种化学油滴水电极对实际样品进行测定,分别测试了不同种类的果汁样品和模拟染料废水样品。对这两类不同的样品,在pH1.32至6.41范围内,具有相似基底的样品所测得的峰电流可以进行很好的拟合,相对标准曲线分别为Y=-4.4175-0.1583pH,Y=-7.8432+6.8546pH和Y=-2.6652-0.6030pH。这类含有大量果胶糖份且离子浓度较低的饮料样品和容易在玻璃电极上发生吸附的染料样品,由于使用玻璃电极不容易进行准确快速的测定,所以油滴水电极可以成为玻璃电极的有力补充。(4)与江苏江分电分析仪器有限公司合作,研制化学水滴油电极样机。对制备的工作电极进行测试,工作电极的电阻不到十欧,导电性良好。将制备的工作电极进行上机测定,镉离子的峰电流与浓度成线性关线,所得相对标准曲线Y=7.1968+10221.4X,线性相关系数0.997,电极稳定性良好。将滴油电极装置用于不同温度样品的测定,在741oC范围内,温度对测定结果几乎没有影响,可以适应野外测定的需要。对不同浓度镉离子进行上机在线测定,三种不同浓度镉离子平均峰电流与浓度作图,峰电流与浓度成正比,相对标准曲线Y=3.56+29956.02X,线性相关系数R=0.995。样机可以实现化学滴液电极对重金属离子测定的自动化要求,测定一个样品,需要20分钟,可以实现24小时无人值守,连续快速监测。