近期，智能所黃行九研究員課題組關(guān)于光譜電化學(xué)檢測重金屬離子進(jìn)展的綜述文章Electrochemical spectral methods for trace detection of heavy metals: A review發(fā)表在Trends in Analytical Chemistry上。
 

圖1. 微區(qū)液體排空裝置輔助原位水下電吸附-激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析聯(lián)用體系的實(shí)驗(yàn)裝置圖。(a)原位光譜電化學(xué)設(shè)備原理圖；微區(qū)液體排空裝置設(shè)備的分解圖(b)和剖面圖(c)。

　　重金屬離子污染對(duì)人體健康與生態(tài)環(huán)境都造成了嚴(yán)重威脅，實(shí)現(xiàn)污染物中痕量與超痕量水平重金屬離子的檢測尤為重要。單一的光譜檢測方法，如X射線熒光分析、激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析以及傳統(tǒng)電化學(xué)手段在面對(duì)低濃度、成分未知的復(fù)雜污染物時(shí)，存在檢測限、靈敏度、抗干擾能力不的缺點(diǎn)。
 

　　近幾年，光譜電化學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為環(huán)境分析領(lǐng)域研究熱點(diǎn)，該方法使用電沉積和電吸附技術(shù)對(duì)檢測樣品進(jìn)行預(yù)處理，然后使用光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)痕量重金屬離子的定性定量分析，該聯(lián)用技術(shù)具有靈敏度高、檢測限低、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。黃行九研究員課題組已在光譜電化學(xué)檢測重金屬離子方面取得了一系列的科研成果。比如，該課題組使用電吸附-X射線熒光分析聯(lián)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水環(huán)境中砷離子的檢測；使用電沉積-激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析聯(lián)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水稻中鎘離子的抗干擾檢測；此外，使用電吸附-激光誘導(dǎo)擊穿光譜聯(lián)用技術(shù)，該課題組還實(shí)現(xiàn)了鉻離子的原位檢測，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。
 

　　此次發(fā)表的綜述主要介紹了光譜電化學(xué)在檢測重金屬離子方面的主要進(jìn)展及發(fā)展趨勢。其中，電沉積預(yù)處理技術(shù)主要與原子吸收光譜、全反射X射線熒光分析、X射線熒光分析及激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析聯(lián)用?；陟o電吸附作用，近幾年新發(fā)展的電吸附預(yù)處理技術(shù)也成功地與X射線熒光分析及激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析聯(lián)用。值得注意的是，光譜電化學(xué)技術(shù)也能實(shí)現(xiàn)重金屬離子的原位監(jiān)測。
 

　　此外，該綜述文章提出了目前光譜電化學(xué)方法分析檢測重金屬離子存在的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)。課題組研究人員指出，實(shí)現(xiàn)痕量及超痕量重金屬離子的快速高靈敏檢測需要：1)設(shè)計(jì)基于納米材料的電極，優(yōu)化電化學(xué)過程的實(shí)驗(yàn)條件，以縮短預(yù)處理過程的時(shí)間；2)通過與光譜技術(shù)及理論計(jì)算結(jié)合，如X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)(XAFS)和密度泛函理論(DFT)，進(jìn)一步探索電化學(xué)過程的抗干擾機(jī)制；3)進(jìn)一步設(shè)計(jì)可用于在線監(jiān)測環(huán)境污染物的便捷實(shí)驗(yàn)裝置。
 

　　該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、安徽省重大科技專項(xiàng)、中國科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)、合肥研究院院長基金等項(xiàng)目的支持。