作为目前研究最多、发展最成熟的电化学传感器,离子选择性电极具有造价便宜、分析速度快、线性范围广以及不受色度和浊度影响等优点,因而在临床诊断、环境分析及工业检测等众多领域应用广泛。到目前为止,此类传感器已经成功实现60多种分析物的检测,例如p H值、电解质离子、重金属、营养物质和碳酸盐等的浓度。虽然该类传感器的绝大多数应用对象为水溶液样品,但是在非水介质中的使用往往也是不可避免的,但是到目前为止,尚不清楚有机溶剂会在多大程度上影响电极的性能。为此,本文研究了水溶性有机溶剂对电极的影响及其对电极破坏的机理,并以超亲水的壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶作为电极的保护层,构建了一种能在有机溶剂中使用的电化学传感器,测试了电极在各种复杂环境中的性能,取得了较好的效果。1.有机溶剂对聚合物膜离子选择性电极的影响及机理研究随着离子选择性电极应用范围越来越广泛,所面临的应用场景也是复杂多样的,电极在制作到使用的过程时常要接触有机溶剂,如对于通过"链接化学"对聚合物膜进行原位表面功能化通常使用有机溶剂来溶解"链接反应"试剂以及啤酒、白酒和甲醇制烯烃等化工生产中微量元素的监测等。为此,本文以钙离子选择性电极(Ca2+-ISE)为模型,考察了其在乙醇、乙酸、甲醇、乙腈四种水溶性有机溶剂中的能斯特斜率与选择性系数变化,并研究了溶剂极性、浸泡时间和膜增塑剂对传感性能的影响。实验表明,非质子溶剂乙腈对ISE传感性能具有最强的破坏能力。此外,质子溶剂的极性、浸泡时间和膜增塑剂的极性对膜的传感性能有影响。2.可用于有机相中电位检测的聚合物膜电位型传感器根据上一章的研究,为了实现此类电极在非水样品中的应用,将亲水性水凝胶修饰到聚合膜ISE的表面。选用一种聚合物膜Ca2+-ISE作为模型传感器,在聚合物膜表面改性壳聚糖/聚乙烯醇基水凝胶。实验结果表面:水凝胶层的修饰使传感器抵抗有机溶剂破坏的能力明显提高,但线性范围和响应斜率没有影响,在接触浓度高达50%的乙醇7天后,修饰水凝胶的Ca2+-ISE的分析性能几乎没有发生变化。3.水凝胶基离子选择性电极在含有机溶剂废水中的应用电极在实际使用时,需要面对的限制因素往往不是单一的,水中的悬浮物、有机溶剂、油滴以及微生物等都可能使电极无法正常使用。因此,本文分别通过实验室模拟与现场测试,通过水凝胶修饰的钙离子选择性电极在实际环境下的测试结果与ICP-MS的分析结果比较,两者具有较好的一致性。