磺酸类抗生素-磺酸钠复合毒性效应电极的制备及性能研究

磺酸类抗生素-磺酸钠复合毒性效应电极的制备及性能研究

磺酰胺（smz）是一种光谱抗生素，能抑制大多数革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。它主要用于由敏感菌引起的尿、呼吸感染、肠感染、胆道感染、局部软组织或伤口感染。临床上，它通常是由甲氧胺和吡啶制成的粉末。由于性质稳定、不易变质,而且价格便宜,SMZ被广泛用于兽药临床、动物及水产饲养中。抗生素滥用不仅会诱导产生抗性基因,抗生素还会与其他污染物结合对水生生物和人类产生复杂的复合毒性效应1试验部分1.1修饰电极系统Ingsen4030型电化学工作站;pHS-25型酸度计。三电极系统:碳糊电极和修饰碳糊电极为工作电极,铂丝为对电极,饱和甘汞电极为参比电极。磺胺甲噁唑标准储备溶液:1.0×10所用试剂均为分析纯,试验用水为超纯水。1.2工作电极的制备将质量比为7∶2∶1的石墨粉、石蜡和硅油放入研钵中混匀,研磨呈糊状,在内径3mm塑料管的一端内填入碳糊,管的另一端插入铜丝作为导线,将制备好的电极在称量纸上抛光后备用,即得碳糊电极(CPE)。先移取1g·L1.3测试方法在含有0.005mol·L2结果与讨论2.1碳糊电极电阻的分布电极的电荷转移电阻(Ret)在数值上等于阻抗谱图半圆的直径。由图1可知:碳糊电极的电阻最大,多壁碳纳米管修饰碳糊电极的电阻次之,多壁碳纳米管-十二烷基苯磺酸钠修饰的碳糊电极的电阻最小。这说明电极表面修饰上表面活性剂和多壁碳纳米管后,电极阻碍电子传递的能力减小,修饰电极的电催化性能提高。2.2电化学性能研究在含有0.005mol·L由图2可知:SMZ在碳糊电极和修饰碳糊电极上均产生两个氧化峰和一个还原峰,在CPE上(曲线1),氧化峰电位分别为1.16,0.48V,还原峰电位为0.30V,0.48V处的峰电流为1.52μA;在MWCT-CPE上,氧化峰电位分别为1.12,0.40V,还原峰电位为0.34V,与CPE相比,SMZ的氧化峰电位均发生了负移,还原峰电位发生了正移,0.40V处的峰电流为1.87μA,说明在MWCT-CPE上,SMZ的电子传递被加快了;在MWCT-SDBS-CPE上,氧化峰电位分别为1.13,0.38V,还原峰电位为0.28V,与CPE相比,SMZ的氧化峰电位均发生了负移,0.38V处的氧化峰电流为12.16μA,氧化峰电流较MWCT-CPE及CPE均增加,比CPE增大了约7倍,较MWCT-CPE增大了约6倍,且该氧化峰较稳定。这可能主要基于以下两个原因:一是十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是阴离子表面活性剂,磺胺甲噁唑在试验条件下以带正电荷的形态存在,由于静电吸附作用达到增敏作用;二是多壁碳纳米管能加速电子传递。由于SDBS和多壁碳纳米管的协同作用,更加增大了电极的灵敏度。试验选择SMZ的0.38V的氧化峰作为研究对象,MWCT-SDBS-CPE电极为工作电极。2.3测量条件的选择2.3.1石墨粉、石蜡和硅油为黏合剂的电极材料配比对碳糊电极稳定性的影响用石墨粉作为电极材料,以液体石蜡、硅油、甘油为黏合剂制备碳糊电极,在相同的条件下进行测定。试验发现,用液体石蜡和硅油为黏合剂,石墨粉作为电极材料制备的碳糊电极效果最好,且石墨粉、石蜡和硅油的质量比为7∶2∶1时,峰电流最大,峰形最好。试验选择石墨粉、石蜡和硅油的质量比为7∶2∶1的混合物作为基底碳糊电极。2.3.2峰电流的测定酸度对峰电流的影响见图3。由图3可知:pH为2.0~4.0时,磺胺甲噁唑的峰电流随pH的增大而增大;pH为5.0~6.0时,峰电流达到最大值且基本不变;继续增加pH峰电流减小。试验选择测定底液的pH为5.0。试验考察了乙酸-乙酸钠、草酸-草酸钠、磷酸氢二钠-柠檬酸、甲酸-甲酸钠等缓冲溶液对磺胺甲噁唑测定的影响。结果表明:在乙酸-乙酸钠缓冲体系中磺胺甲噁唑的峰形最好,峰电流最大。试验选择乙酸-乙酸钠为缓冲溶液。pH为2.0~6.0时,磺胺甲噁唑的峰电位与酸度呈线性关系,线性回归方程为y=0.5258-0.0337x,相关系数为0.9905。即峰电位随pH的增大而减小,说明质子参与了整个反应。根据斜率及公式(1)计算质子数与电子数之比。式中:E2.3.3电解质对测定smz的影响试验考察了硝酸钾、硝酸钠、氯化钠、氯化钾等支持电解质对SMZ测定的影响。结果表明:在硝酸钠溶液中测定的峰形好,灵敏度高。当硝酸钠的浓度为0.005mol·L2.3.4表面活性剂修饰电极对smz测定的影响试验考察了吐温-20、吐温-60、吐温-80、SDBS、十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等表面活性剂修饰电极对SMZ测定的影响。结果表明:用SDBS修饰的电极峰电流最大。试验中工作电极采用SDBS修饰的多壁碳纳米管碳糊电极。2.3.5扫描率试验考察了扫描速率为50~500mV·s由图4可知:随扫描速率的增加,氧化峰电位正移,氧化峰电流增大。峰电流(i2.4干扰试验按试验方法考察了常见无机离子对磺胺甲噁唑测定的干扰。结果表明:当相对误差在±5%以内时,100倍的K2.5标准曲线和检出限制按试验方法采用差分脉冲伏安法对2.0×102.6电极的重复性、准确度和稳定性按试验方法连续测定6.0×102.7加标回收试验取复方磺胺甲噁唑片5片研细后,称取磺胺甲噁唑细粉适量,加乙酸溶解并定容至25mL。按试验方法用差分脉冲伏安法进行测定,同时进行加标回收试验。结果表明:每片中平均含磺胺甲噁唑0.395g,相对标准偏差为2.8%~5.5%,回收率为98.0%~110%。将取回的废水放置3d后,取上层清液适量,按试验方法采用差分脉冲伏安法进行测定,同时进行加标回收试验,结果见表1。本工作采用简单滴涂法制备了多壁碳纳米管-十二烷基苯磺酸钠修饰的碳糊电极,该电极对磺胺甲噁唑的氧化具有很强的电催化能力。采用电化学交流阻抗法和循环伏安法研究了该修饰电极的电化学特性及对磺胺甲噁唑的电化学响应,该修饰电极稳