本文采用在金微电极上电镀汞膜的方法制备了Hg-Au微电极。金电极是将直径为100μm的金导线一端用环氧树脂密封在玻璃毛细管中，另一端用导电环氧树脂连接在银导线上进行电接触。银丝再次用环氧树脂固定在玻璃管的顶部。电极的尖端在微抛光机下由粗到细逐渐磨平光滑。然后在1 M HNO3溶液和去离子水中超声作用下洗涤。在0.1 M Hg(NO3)2/0.03 M HNO3电解液中电镀一层汞，电位为-0.10 V，与饱和甘汞电极(SCE)相比，电位为5 min。采用三电极电池和方波伏安法，Hg-au微电极在-0.10 V至-1.75V的单次电位扫描中可以测量溶解氧、Mn2+、Fe2+和硫化物，与饱和甘汞电极(SCE)相比。实验结果表明，该微电极对溶解氧的灵敏度和检出限为0.16 nAμM-1,6μM;Mn2+为0.35 nAμM-1,3μM;Fe2+为0.22 nAμM-1,5μM，硫化物为34 nAμM-1,0.03μM。在连续测量15个沉积物样品后，发现微电极具有良好的重现性，误差在3%以下。


图文分析

上图是在溶解氧浓度为210微摩的海水中产生的方波伏安图。氧在-0.28 V电位下被还原成过氧化物，过氧化物在-1.22 V电位下被进一步还原成水。两个峰值电流的高度大致相等，这是汞金微电极在海水电解质中工作的特征。对称的双峰也表明了高质量的Hg-Au微电极

上图是Mn2+在0,50,100,200,400,800微摩浓度下的方波伏安图。Mn2+标准溶液从低浓度到高浓度依次测定。由图可知，Mn2+的峰值电位(Ep)为-1.55 V，峰值电流与海水中Mn2+浓度成正比，线性回归方程为y=0.3525x+38.333，回归系数r=0.9986。Mn2+的检出限为3.0μM。

上图显示了海水中不同Fe2+浓度的方波伏安图。由于Fe2+离子在中性海水中容易水解，通过加入0.10 M HCl将标准溶液的pH调整为5.5。较低的pH值会产生不良的质子干扰信号。结果表明，Fe2+的Ep值为-1.43 V。还原电流与Fe2+浓度成正比，线性回归方程为y=0.222x-1.2，回归系数r=0.9994。Fe2+的检出限为5.0μM

上图显示了海水中硫化物的方波伏安图。由于酸性条件，硫化物会转化为H2S并释放;将溶液的pH控制在中性，使硫化物稳定。结果表明，硫化物的电位为-0.62 V。对于1μM的硫化物，峰值电流与硫化物浓度成正比，斜率约为34 nA。线性回归方程为y=33.98x+1.223，回归系数r=0.9977。该电极对硫化物的检出限非常灵敏，为0.030μM。与测量溶解氧、Mn2+和Fe2+不同，测量硫化物的扫描方向从高电位到低电位，因为硫化物在电极处被氧化而不是被还原


总结


本文通过在金上电镀汞构建的Hg-Au微电极可以在一次扫描内同时测量溶解氧、Mn2+、Fe2+和硫化物等氧化还原化学物质。该方法操作简单，不干扰沉积物。工作电极耐用、灵敏、可靠、保质期长。Hg-Au微电极的研制为准确测定海水和沉积物中氧化还原化学物质提供了一种有效的方法。