JP4874345B2 - Electrochemical measurement method of zinc ion - Google Patents
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Description
この発明は、電気化学的方法による亜鉛イオンの検出・濃度測定を、簡便な操作及び装置で、高精度かつ高感度に行うことができる測定方法に関するものである。 The present invention relates to a measurement method capable of performing detection and concentration measurement of zinc ions by an electrochemical method with high accuracy and high sensitivity with a simple operation and apparatus.
従来、重金属の高感度測定法としては、水銀を用いた電気化学測定法が、最も感度良く、かつ、簡便なため、広く用いられてきた。特に、亜鉛のような酸化還元電位の低い金属に対しては、水素過電圧と金属イオンの酸化還元電位との関係から、電極材料として水銀以外の材料を用いた場合は事実上測定が不可能である。しかし、水銀使用に対する規制の強化により、これに代わる測定法が求められている。 Conventionally, as a high-sensitivity measurement method for heavy metals, an electrochemical measurement method using mercury has been widely used because it is the most sensitive and simple. In particular, for metals such as zinc, which have a low redox potential, due to the relationship between the hydrogen overvoltage and the redox potential of metal ions, measurement is virtually impossible when materials other than mercury are used as the electrode material. is there. However, due to stricter regulations on mercury use, alternative measurement methods are required.
近時、水銀を使わない高感度な測定法として、ICP(Inductively Coupled Plasma(誘導結合プラズマ))測定が使用されているが、装置が大きく、試料調製が煩雑である等、電気化学測定法に比べると使い勝手に課題があった。 Recently, ICP (Inductively Coupled Plasma) measurement has been used as a highly sensitive measurement method that does not use mercury, but it has been used in electrochemical measurement methods such as a large apparatus and complicated sample preparation. In comparison, there was a problem in usability.
このため、ボロンドープダイヤモンド電極を用いて亜鉛イオンを測定する方法が試みられている(特許文献1)。 For this reason, a method of measuring zinc ions using a boron-doped diamond electrode has been attempted (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、亜鉛イオンの検出感度は低く、実用に充分な結果は得られていない。 However, in the method described in Patent Document 1, the detection sensitivity of zinc ions is low, and results sufficient for practical use are not obtained.
そこで本発明は、電気化学的方法による亜鉛イオンの検出・濃度測定を、簡便な操作及び装置で、高精度かつ高感度に行うことができる測定方法を提供すべく図ったものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a measurement method capable of performing detection and concentration measurement of zinc ions by an electrochemical method with high accuracy and high sensitivity with a simple operation and apparatus.
すなわち本発明に係る亜鉛イオンの電気化学測定方法は、試料溶液中の亜鉛イオンの濃度を電気化学的に測定する方法であって、前記試料溶液の液性をアルカリ性に調整する液性調整工程、前記試料溶液に、対電極及びボロンドープダイヤモンド電極を接触させる工程、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を負電位方向に変動させて、前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に亜鉛を析出させる析出工程、並びに、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を正電位方向に掃引して、前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に析出した亜鉛を前記試料溶液中に溶出させながら、当該電位掃引に対する電流変化を検出する電位掃引工程を備えていることを特徴とする。 That is, the electrochemical measurement method of zinc ions according to the present invention is a method of electrochemically measuring the concentration of zinc ions in a sample solution, wherein the liquid property adjustment step of adjusting the liquidity of the sample solution to alkaline, Contacting the sample solution with a counter electrode and a boron-doped diamond electrode, changing the potential of the boron-doped diamond electrode in the negative potential direction, and depositing zinc on the surface of the boron-doped diamond electrode; and A potential sweep step of sweeping the potential of the boron-doped diamond electrode in the positive potential direction and detecting a current change with respect to the potential sweep while eluting the zinc deposited on the boron-doped diamond electrode surface into the sample solution; It is characterized by being.
本発明においては、まず、試料溶液の液性をアルカリ性に調整する。特に、pH12.5以上の強アルカリ性に調整することが好ましい。特許文献1に記載の方法では、試料溶液の液性は酸性に調整されており、その検出感度は低く充分なものではない。これに対して、本発明のように試料溶液の液性が強アルカリ性であると、亜鉛以外のほとんどの金属はイオン化しないので試料溶液中に溶解できず、このため、亜鉛イオンを選択的に試料溶液中に溶解でき、例えばCu、Cd、Mn等の他の金属イオンの干渉影響を低減して精度の高い測定をすることができる。また、試料溶液が強アルカリ性であると−1.6〜−1.5V程度まで電位窓が広くなり、前記電位掃引工程において、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を−1.6〜−1.5Vから正電位方向に掃引することが可能となる。このため、同じ濃度の亜鉛イオンを測定する場合でも−1.3V程度までと電位窓が狭い酸性条件下に比べて、亜鉛イオン検出時のピーク電流の検出が容易になり、この点からも検出感度を高めることができる。 In the present invention, first, the liquidity of the sample solution is adjusted to be alkaline. In particular, it is preferable to adjust to strong alkalinity of pH 12.5 or more. In the method described in Patent Document 1, the liquidity of the sample solution is adjusted to be acidic, and its detection sensitivity is low and not sufficient. On the other hand, when the liquidity of the sample solution is strongly alkaline as in the present invention, most metals other than zinc are not ionized and cannot be dissolved in the sample solution. Therefore, zinc ions are selectively sampled. It can be dissolved in a solution, and for example, interference effects of other metal ions such as Cu, Cd, and Mn can be reduced and highly accurate measurement can be performed. Further, if the sample solution is strongly alkaline, the potential window is widened to about −1.6 to −1.5 V, and the potential of the boron-doped diamond electrode is set to −1.6 to −1.5 V in the potential sweeping step. Can be swept in the positive potential direction. For this reason, even when measuring zinc ions at the same concentration, it is easier to detect the peak current when detecting zinc ions than in acidic conditions where the potential window is as narrow as about -1.3V. Sensitivity can be increased.
前記試料溶液をアルカリ性に調整するには、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを用いることが好ましい。当該水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムは、粒状や粉末等の固体であるか、又は、0.1M以上の高濃度溶液であることが好ましい。その理由は、0.1M以上なら、アルカリ化剤である高濃度溶液のpHが12.8以上となるため、pHを12.5以上に容易に調整できるからである。 In order to adjust the sample solution to be alkaline, it is preferable to use sodium hydroxide or potassium hydroxide. The sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferably solids such as granules and powders, or are highly concentrated solutions of 0.1 M or more. The reason is that if the concentration is 0.1 M or more, the pH of the high-concentration solution as an alkalizing agent is 12.8 or more, and the pH can be easily adjusted to 12.5 or more.
このようにしてアルカリ性に調整した前記試料溶液に、対電極及び作用電極を接触させて測定を行うが、本発明においては、作用電極として、ホウ素を混入して導電性を付与したダイヤモンド薄膜を有するボロンドープダイヤモンド電極を用いる。 The sample solution thus adjusted to be alkaline is measured by bringing the counter electrode and the working electrode into contact with each other. In the present invention, the working electrode has a diamond thin film imparted with conductivity by mixing boron. A boron-doped diamond electrode is used.
前記試料溶液に対電極及びボロンドープダイヤモンド電極を接触させた状態で、次いで、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を負電位方向に変動させて、前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に試料溶液中に亜鉛イオンとして溶解している亜鉛を析出させる。この際、ボロンドープダイヤモンド電極の電位の変動は、一定速度で電位を掃引する方法や、指定した電位に一定時間ごとにステップする方法によってもよいが、電位を一定電位に変動させて、その電位に保持することが好ましい。ボロンドープダイヤモンド電極の電位を亜鉛が析出する一定の電位にしばらく保持することにより、亜鉛をボロンドープダイヤモンド電極表面に充分に析出させることができる。そして、電位保持時間を長くするほど、低濃度の亜鉛イオンの測定が可能となる。 In a state where the counter electrode and the boron-doped diamond electrode are in contact with the sample solution, the potential of the boron-doped diamond electrode is then changed in the negative potential direction so that zinc ions are present in the sample solution on the boron-doped diamond electrode surface. Precipitate dissolved zinc. At this time, the potential of the boron-doped diamond electrode may be varied by a method of sweeping the potential at a constant rate or a method of stepping to a specified potential at regular intervals. It is preferable to hold it. By maintaining the potential of the boron-doped diamond electrode at a constant potential at which zinc is deposited for a while, zinc can be sufficiently deposited on the surface of the boron-doped diamond electrode. And the longer the potential holding time, the lower the concentration of zinc ions can be measured.
前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に亜鉛を析出させた後、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を正電位方向に掃引して、前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に析出した亜鉛を亜鉛イオンとして前記試料溶液中に溶出させるとともに、当該電位掃引に対する電流変化を検出することにより、亜鉛イオン濃度を測定する。 After depositing zinc on the surface of the boron-doped diamond electrode, the potential of the boron-doped diamond electrode is swept in the positive potential direction, and the zinc deposited on the surface of the boron-doped diamond electrode is eluted as zinc ions into the sample solution. In addition, the zinc ion concentration is measured by detecting a current change with respect to the potential sweep.
本発明の電位掃引工程における電位の走査速度は、200mV/s以上であることが好ましい。走査速度を200mV/s以上とすることにより、測定時の信号量が増加し、より低い濃度の検出を可能とする。 The scanning speed of the potential in the potential sweep step of the present invention is preferably 200 mV / s or more. By setting the scanning speed to 200 mV / s or more, the amount of signal at the time of measurement increases, and a lower density can be detected.
前記電位掃引工程において用いられる電位走査法としては特に限定されず、例えば、サイクリックボルタンメトリー、リニアスイープボルタンメトリー、ノーマルボルタンメトリー、及び、ディファレンシャルパルスボルタンメトリー等のいずれの方法を用いてもよい。これらの各方法は亜鉛イオンの濃度を求める精度に応じて適宜選択することが可能であり、例えば、亜鉛イオンの濃度が極低濃度である場合は、ディファレンシャルパルスボルタンメトリーを用いることで精度良く検出することができる。 The potential scanning method used in the potential sweeping step is not particularly limited, and any method such as cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry, normal voltammetry, and differential pulse voltammetry may be used. Each of these methods can be appropriately selected according to the accuracy of obtaining the zinc ion concentration. For example, when the zinc ion concentration is extremely low, the differential pulse voltammetry is used to accurately detect the zinc ion concentration. be able to.
本発明においては、前記析出工程の前、又は、前記電位掃引工程の後に、ボロンドープダイヤモンド電極に一定電位又は電位サイクルを加えることが好ましい。これにより、ボロンドープダイヤモンド電極を再生し、その状態を常に一定にして、測定ごとの感度のばらつきを少なくすることができる。 In the present invention, it is preferable to apply a constant potential or a potential cycle to the boron-doped diamond electrode before the deposition step or after the potential sweep step. As a result, the boron-doped diamond electrode can be regenerated, the state can be kept constant, and variations in sensitivity from measurement to measurement can be reduced.
本発明に係る亜鉛イオンの電気化学測定方法は、ボロンドープダイヤモンド電極及び対電極を用いる二電極法によるものでもよいが、高感度及び高精度の測定を行う場合は、更に参照電極を用いる三電極法によるのが好ましく、試料溶液に更に参照電極を接触させることにより、ボロンドープダイヤモンド電極と対電極との間に印加する電圧の絶対値を制御してもよい。 The electrochemical measurement method for zinc ions according to the present invention may be based on a two-electrode method using a boron-doped diamond electrode and a counter electrode. However, when high-sensitivity and high-accuracy measurement is performed, a three-electrode using a reference electrode It is preferable to use the method, and the absolute value of the voltage applied between the boron-doped diamond electrode and the counter electrode may be controlled by further bringing a reference electrode into contact with the sample solution.
本発明に係る亜鉛イオンの電気化学測定方法は、例えば以下のような構成を有する測定装置によって実施することができる。即ち、試料溶液中の亜鉛イオンの濃度を電気化学的に測定するための装置であって、前記試料溶液の液性をアルカリ性に調整する液性調整手段と、対電極及びボロンドープダイヤモンド電極を内蔵するセルと、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を変動させる手段と、前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位の変動に伴う電流変化を検出する手段と、検出された電流変化から亜鉛イオンの濃度を測定する情報処理装置とを備えている。 The electrochemical measurement method for zinc ions according to the present invention can be carried out, for example, by a measuring apparatus having the following configuration. That is, an apparatus for electrochemically measuring the concentration of zinc ions in a sample solution, including a liquidity adjusting means for adjusting the liquidity of the sample solution to alkaline, a counter electrode and a boron-doped diamond electrode Cell, means for varying the potential of the boron-doped diamond electrode, means for detecting a current change accompanying the potential fluctuation of the boron-doped diamond electrode, and information for measuring the concentration of zinc ions from the detected current change And a processing device.
また、本測定装置は、セルが更に参照電極を内蔵し、ボロンドープダイヤモンド電極の電位の絶対値を制御する手段を備えているものであってもよい。 Further, in this measuring apparatus, the cell may further include a reference electrode, and may be provided with means for controlling the absolute value of the potential of the boron-doped diamond electrode.
このように本発明によれば、亜鉛イオンの検出をアルカリ性条件下で行うことにより、他の金属イオンによる妨害が防げ、かつ、電位窓が−1.6〜−1.5V程度にまで広くなることより、亜鉛イオン検出時のピーク電流の検出が容易になるので、亜鉛イオンの検出感度を高めることができる。 As described above, according to the present invention, by detecting zinc ions under alkaline conditions, interference by other metal ions can be prevented, and the potential window is widened to about -1.6 to -1.5V. As a result, the detection of the peak current during the detection of zinc ions is facilitated, and the detection sensitivity of zinc ions can be increased.
1・・・ボロンドープダイヤモンド電極
2・・・参照電極
3・・・対電極
4・・・試料溶液
5・・・測定セル
6・・・撹拌子
7・・・ポテンシオスタット
8・・・情報処理装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boron dope
以下、本発明に用いる電気化学測定装置の一実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an electrochemical measurement apparatus used in the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る亜鉛イオンの電気化学測定方法を実施するための装置の一実施形態を示すものであり、電気化学測定用のバッチセルを用いた電気化学測定装置100の概略を示すものである。
FIG. 1 shows an embodiment of an apparatus for carrying out an electrochemical measurement method for zinc ions according to the present invention, and shows an outline of an
図1に示す電気化学測定装置100には、ボロンドープダイヤモンド電極1、参照電極2、及び、対電極3の3本の電極が内蔵された測定セル5が配置されており、これら3本の電極は、ポテンシオスタット7に接続され、更にポテンシオスタット7には情報処理装置8が接続されている。また、測定セル5には、試料溶液4を攪拌する攪拌子6が挿入されている。
The
図1に示す電気化学測定装置100を用いて亜鉛イオンの濃度を測定するには、亜鉛イオンを含む試料溶液4を測定セル5に注入し、ボロンドープダイヤモンド電極1、参照電極2、及び、対電極3が試料溶液4に接触した状態で、試料溶液4を撹拌子6で撹拌しながら、ボロンドープダイヤモンド電極1と対電極3との間に電圧を印加して、電気化学的反応を起こす。当該電気化学的反応によって生じた電流値(電気信号)はポテンシオスタット7に伝達され、各電極1、2、3における信号の制御・検出が行われる。ポテンシオスタット7で検出された信号は情報処理装置8により解析され、亜鉛イオンの検出、濃度の測定が行われる。
In order to measure the concentration of zinc ions using the
測定セル5は、その内部に試料溶液4を貯留することができれば材質は特に限定されないが、例えば、できるだけ不純物の溶出を押さえられるポリテトラフルオロエチレン等の樹脂製であることが好ましい。 The material of the measurement cell 5 is not particularly limited as long as the sample solution 4 can be stored therein. For example, the measurement cell 5 is preferably made of a resin such as polytetrafluoroethylene that can suppress the elution of impurities as much as possible.
前記測定セル5は、その内部に貯留した試料溶液4が、ボロンドープダイヤモンド電極1、参照電極2及び対電極3と接触できるよう構成されている。
The measurement cell 5 is configured such that the sample solution 4 stored therein can come into contact with the boron-doped diamond electrode 1, the
ボロンドープダイヤモンド電極1は、前記電気化学測定装置100において作用電極として機能する。ダイヤモンドに高濃度でホウ素をドープしたボロンドープダイヤモンド電極1は、電位窓が広く、他の電極材料と比較してバックグラウンド電流が低いといった有利な性質を有している。また、ボロンドープダイヤモンド電極1は、化学的耐性、耐久性、電気伝導度、耐腐食性等にも優れている。
The boron-doped diamond electrode 1 functions as a working electrode in the
ダイヤモンドに導電性を付与するために混入するホウ素の添加量は、ダイヤモンドに導電性を付与できる範囲で適宜決定されてよいが、例えば1×10−2〜10−6Ωcm程度の導電性を与える量であることが好ましい。The addition amount of boron mixed for imparting conductivity to diamond may be appropriately determined within a range where conductivity can be imparted to diamond. For example, conductivity of about 1 × 10 −2 to 10 −6 Ωcm is given. An amount is preferred.
ボロンドープダイヤモンドそれ自体を基材の支持によらず電極とすることも可能であるが、基材上にボロンドープダイヤモンドの薄膜を形成し、この薄膜に導線を接続させ、電極とすることが好ましい。ボロンドープダイヤモンドの薄膜の厚さは、特に限定されないが、1〜100μm程度の厚さが好ましく、より好ましくは5〜50μm程度である。 Although it is possible to use the boron-doped diamond itself as an electrode regardless of the support of the base material, it is preferable to form a thin film of boron-doped diamond on the base material and connect a conductive wire to the thin film to form an electrode. . The thickness of the boron-doped diamond thin film is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100 μm and more preferably about 5 to 50 μm.
ボロンドープダイヤモンド電極1の形状としては、棒状又は平面状のいずれでもよい。また、電極表面はas−grownのままでも良いが、水素アニール、電解酸化等の化学的表面処理や各種研磨による平坦化等の表面形状の物理的処理が施されていてもよい。 The shape of the boron-doped diamond electrode 1 may be either a rod shape or a planar shape. The electrode surface may be left as-grown, but may be subjected to chemical surface treatment such as hydrogen annealing or electrolytic oxidation, or physical treatment of the surface shape such as flattening by various types of polishing.
前記対電極3は電解電流を補償するものであり、例えば、白金、炭素、ステンレス、金、ダイヤモンド、SnO2等からなる電極を用いることができる。The
前記参照電極2としては公知のものを利用することができ、例えば、銀塩化銀電極、カロメル電極、標準水素電極、水素パラジウム電極等を用いることができる。
A known electrode can be used as the
亜鉛イオンの測定に際しては、まず、測定対象の亜鉛イオンを含有しないキャリア溶液のみを測定セル5に注入し、いわゆるバックグラウンド電流をできるだけ小さくし、かつ安定させる。次に、亜鉛イオンを含有する試料溶液4を測定セル5に注入する。ここで、試料溶液4はあらかじめ水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いてpH12.5以上に調整されてある。 In measuring zinc ions, first, only a carrier solution not containing zinc ions to be measured is injected into the measurement cell 5 to minimize and stabilize the so-called background current. Next, a sample solution 4 containing zinc ions is injected into the measurement cell 5. Here, the sample solution 4 is previously adjusted to pH 12.5 or more using sodium hydroxide or potassium hydroxide.
測定セル5に注入された試料溶液4は撹拌子6によって撹拌される。撹拌子6が試料溶液4を攪拌することによって、ボロンドープダイヤモンド電極1に亜鉛を析出(電着)させる際の効率が向上する。撹拌子6は、羽の形状や材質、羽の動作方法は特に限定されないが、試料溶液4の充分な攪拌が可能であり、かつ不純物や微粉末等の発生をできるだけ抑制できるものが好ましい。 The sample solution 4 injected into the measurement cell 5 is stirred by the stirring bar 6. When the stirrer 6 stirs the sample solution 4, the efficiency at which zinc is deposited (electrodeposited) on the boron-doped diamond electrode 1 is improved. The stirrer 6 is not particularly limited in the shape and material of the wings and the operation method of the wings. However, it is preferable that the stirrer 6 can sufficiently stir the sample solution 4 and can suppress generation of impurities and fine powders as much as possible.
試料溶液4を攪拌しながら、ポテンシオスタット7を用いてボロンドープダイヤモンド電極1の電位を負電位の方向に変動させることにより、亜鉛イオンをボロンドープダイヤモンド電極1の表面に析出させる。この際、しばらくの間ボロンドープダイヤモンド電極1の電位を一定電位に保持することにより亜鉛を濃縮し充分に析出させることができる。
While the sample solution 4 is stirred, zinc ions are deposited on the surface of the boron-doped diamond electrode 1 by using the
ポテンシオスタット7は電位を一定に保つ機能のほか、電位を一定速度で走査したり、指定した電位に一定時間ごとにステップしたりする機能を持つ。これらの機能は、1台に搭載する必要はなく、例えば電位保持機能と電位走査機能が別の筐体に備わっていてもよい。
In addition to the function of keeping the potential constant, the
ボロンドープダイヤモンド電極1の表面に亜鉛が析出したら、撹拌子6を停止し、ポテンシオスタット7により、ボロンドープダイヤモンド電極1の電位を−1.6〜−1.5Vから正電位方向に掃引して、亜鉛イオンを試料溶液4中に再溶出させる。
When zinc is deposited on the surface of the boron-doped diamond electrode 1, the stirrer 6 is stopped and the potential of the boron-doped diamond electrode 1 is swept from −1.6 to −1.5 V in the positive potential direction by the
亜鉛イオンが溶出すると、これに伴い電流が発生する。亜鉛イオン溶出に起因する電流は−1.5〜−1.2Vで発生し、この電流(電気信号)はポテンシオスタット7に伝達され、ポテンシオスタット7で検出された信号は情報処理装置8により解析され濃度に換算される。電位掃引の際の電位の走査速度を200mV/s以上にすると、信号量が増加し、より低濃度の亜鉛イオンの検出が可能となる。
When zinc ions are eluted, a current is generated accordingly. The current resulting from zinc ion elution is generated at −1.5 to −1.2 V, and this current (electrical signal) is transmitted to the
情報処理装置8は、CPU、内部メモリ、HDD等の外部記憶装置、モデム等の通信インタフェース、ディスプレイ、マウスやキーボードといった入力手段等を有する。そして、前記内部メモリや外部記憶装置等の所定領域に設定したプログラムにしたがって電気信号を解析し、亜鉛イオンの検出や濃度の算出を行う。かかる情報処理装置8は、汎用のコンピュータであってもよく、専用のものであってもよい。
The
電位の掃引が終わったあと、ボロンドープダイヤモンド電極1の電位を−1.2V以上で保持することにより、析出した亜鉛を完全に溶出させ、ボロンドープダイヤモンド電極1を測定前の状態に戻して再生することができる。ボロンドープダイヤモンド電極1の再生は、一定電位の保持のみでなく、広い電位で繰り返し掃引を行うことでも可能である。 After the potential sweep is completed, by keeping the potential of the boron-doped diamond electrode 1 at −1.2 V or more, the precipitated zinc is completely eluted, and the boron-doped diamond electrode 1 is returned to the state before measurement and regenerated. can do. The regeneration of the boron-doped diamond electrode 1 is possible not only by holding a constant potential but also by repeatedly sweeping at a wide potential.
図2は、対電極3として白金線電極、参照電極2として銀塩化銀電極を用い、試料溶液4として10ppmZn2+を用い、pHをpH2.07〜13.1まで変化させて、ボロンドープダイヤモンド電極1の電位を−1.4Vに保持して亜鉛イオンをボロンドープダイヤモンド電極1表面に析出させた後、リニアスイープボルタンメトリーにより測定を行い、得られたボルタモグラムを示す。図2に示すように、pH13.1におけるピーク電流が際立って顕著に検出された。FIG. 2 shows a boron-doped diamond electrode using a platinum wire electrode as the
図3は、pHをpH12.5〜13.1までのアルカリ性領域で変化させたこと以外は図2と同様にして測定を行い、得られたボルタモグラムを示す。図3に示すように、pH12.5がピーク電流の検出限界であることが確認できた。 FIG. 3 shows a voltammogram obtained by measuring in the same manner as in FIG. 2 except that the pH was changed in the alkaline region from pH 12.5 to 13.1. As shown in FIG. 3, it was confirmed that pH 12.5 was the detection limit of the peak current.
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではなく、例えば、セルがバッチ型であるもの以外にストップドフロー型の電気化学測定装置100を使用してもよい。
In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, For example, you may use the
また、前記電気化学測定装置100は、ボロンドープダイヤモンド電極1、参照電極2及び対電極3が備わった三電極法による測定を行うものであるが、本発明に係る測定方法を行うための電気化学測定装置100としては、ボロンドープダイヤモンド電極1及び対電極3のみを備えた二電極法によるものであってもよい。三電極法の方が、ボロンドープダイヤモンド電極1と対電極3との間に印加する電圧の絶対値を制御することができるので、精度及び感度の高い測定を行うことが可能であるが、二電極法によれば、用いる電極がボロンドープダイヤモンド電極1及び対電極3の2電極ですむので、測定セル5の構造を単純化、小型化することができ、測定セル5をチップ化し使い捨てとすることも可能で、より簡便な測定を行いうる。
In addition, the
前記試料溶液4の液性の調整は、試料溶液4を測定セル5に注入する前にあらかじめ行わなくとも良く、測定セル5中で試料溶液4の液性調整を行っても良い。また、前記電気化学測定装置100は、試料溶液4を測定セル5に注入する前にアルカリ試薬と混合する混合槽を別途有していてもよい。
The liquidity adjustment of the sample solution 4 may not be performed in advance before the sample solution 4 is injected into the measurement cell 5, and the liquidity adjustment of the sample solution 4 may be performed in the measurement cell 5. In addition, the
ボロンドープダイヤモンド電極1を再生させる際には、溶液の液性を中性又は酸性にすることで、再生効率を向上させることも可能である。 When the boron-doped diamond electrode 1 is regenerated, the regeneration efficiency can be improved by making the solution liquid neutral or acidic.
本発明によって、亜鉛イオンの検出・濃度測定を、安価な装置で、迅速かつ高精度に行うことが可能となる。 According to the present invention, detection and concentration measurement of zinc ions can be performed quickly and accurately with an inexpensive apparatus.
Claims (11)
前記試料溶液の液性をアルカリ性に調整する液性調整工程、
前記試料溶液に、対電極及びボロンドープダイヤモンド電極を接触させる工程、
前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を負電位方向に変動させて、前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に亜鉛を析出させる析出工程、並びに、
前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を正電位方向に掃引して、前記ボロンドープダイヤモンド電極表面に析出した亜鉛を前記試料溶液中に溶出させながら、当該電位掃引に対する電流変化を検出する電位掃引工程を備えていることを特徴とする亜鉛イオンの電気化学測定方法。A method for electrochemically measuring the concentration of zinc ions in a sample solution,
A liquidity adjusting step for adjusting the liquidity of the sample solution to be alkaline;
Contacting the sample solution with a counter electrode and a boron-doped diamond electrode;
Varying the potential of the boron-doped diamond electrode in the negative potential direction, a deposition step of depositing zinc on the boron-doped diamond electrode surface, and
A potential sweep step of sweeping the potential of the boron-doped diamond electrode in the positive potential direction and detecting a current change with respect to the potential sweep while eluting the zinc deposited on the boron-doped diamond electrode surface into the sample solution A method for electrochemically measuring zinc ions.
前記試料溶液の液性をアルカリ性に調整する液性調整手段と、
対電極及びボロンドープダイヤモンド電極を内蔵するセルと、
前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位を変動させる手段と、
前記ボロンドープダイヤモンド電極の電位の変動に伴う電流変化を検出する手段と、
検出された電流変化から亜鉛イオンの濃度を測定する情報処理装置とを備えていることを特徴とする亜鉛イオンの電気化学測定装置。An apparatus for electrochemically measuring the concentration of zinc ions in a sample solution,
Liquidity adjusting means for adjusting the liquidity of the sample solution to alkaline,
A cell containing a counter electrode and a boron-doped diamond electrode;
Means for varying the potential of the boron-doped diamond electrode;
Means for detecting a current change accompanying a change in potential of the boron-doped diamond electrode;
An apparatus for electrochemical measurement of zinc ions, comprising: an information processing device for measuring the concentration of zinc ions from the detected current change.
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---|---|---|---|---|
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