金属污染指由金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿废物、工业污水的肆意排放和煤燃烧等人为因素造成的。这种污染表现在生物从环境中摄取金属,金属不能被生物降解,相反却能在食物链中成千万倍地富集起来,然后通过食物链进入生命体或生态系统,在生命体或生态系统中富集,最终对生物体产生毒害作用。因此,及时准确检测环境样品中金属离子的浓度就变得尤为重要。目前,检测金属离子浓度的方法主要有分光光度法,溶出伏安法,原子吸收光谱法和电感耦合原子发射光谱法等。但以上分析方法普遍存在仪器操作复杂、耗时、价格昂贵等缺点,不易普遍和快速检测金属离子在环境样品中的浓度。所以亟需建立一种灵敏快速、方便、经济的分析手段来检测环境中金属离子的含量。离子选择性电极是近代发展起来的一种新型电化学传感器。它因具有灵敏度高、测量范围宽、选择性好、响应速率快、仪器简单、操作方便等优点被广泛用于环境分析和离子物种的检测中。自1970年,PVC膜离子选择性电极已被广范使用,然而由于膜成分的溶解限制了膜电极的应用。膜成分渗透进入溶液,导致电极使用寿命缩短,最终恶化电极的响应性能(如:检测下限,线性范围等)。离子选择性电极总是以离子载体类型的不断拓宽,电极响应性能的不断优化为发展方向。本论文着重于硅胶复合材料和纳米结构的多壁碳纳米管的使用,设计、合成一类新型离子载体,并以此为载体用于碳糊电极的研究,有望构建灵敏高、选择性好、使用寿命长的金属离子电化学传感器。　　 本文研究内容如下:　　 1.基于重氮噻吩功能化的硅胶复合材料修饰的碳糊电极用于电位测定银离子的研究　　 功能化的硅胶复合材料既具有无机部分的刚性三维结构,又拥有有机组成部分特定的化学反应活性。它能够通过络合或静电引力作用使金属离子预先在电极表面富集,从而提高了电极的灵敏性。该研究合成了重氮噻吩功能化的硅胶复合材料,以此为载体构建了一种测定银离子的碳糊电极。根据软硬酸碱理论,该载体中具有软碱S原子,会使载体与软酸银离子发生强烈的配位作用。同时,该硅胶复合材料具有S、N和O杂原子,给载体与金属配位提供了一个良好的疏水和稳定的环境。通过比较其它银离子选择性电极的响应特性可见:该电极的线性范围,pH范围和选择性都有所改善。实验中采用电极膜的交流阻抗行为探讨了电极的响应机理。最后,该电极成功地用于电位滴定氯、溴离子的混合溶液和胶片中银离子浓度的测定。　　 2.基于功能化多壁碳纳米管的碳糊电极用于电位测定银离子的研究　　 由于其独特的结构和物理性质,多壁碳纳米管成为碳糊电极中最活跃的研究材料之一。该研究中,席夫碱2-(E)-(2-氨基乙基亚胺)甲基苯酚共键连接在多壁碳纳米管表面,作为银离子载体。由于载体中多壁碳纳米管的引入,改善了溶液与电极表面电子的转移,同时克服了载体溶解的缺点,使该电极的响应速度(～10 s)和使用寿命(三个月)都有所改善。电极可操作的pH范围是3.0-9.0。最重要的是本文采用电极膜的交流阻抗行为探讨了电极的响应机理。该电极也成功地用于电位滴定和实际样品中银离子的测定。　　 3.以多壁碳纳米管衍生物为载体的碳糊电极用于电位测定银离子的研究　　 4-氨基-15-冠-5通过短的二碳链与羧基化多壁碳纳米管连接起来,合成了一种新的多壁碳纳米管衍生物,将该衍生物用作银离子载体。在银离子载体中引入多壁碳纳米管有两个优点。一、多壁碳纳米管拥有大的比表面积,可以结合更多的15-冠-5。二、多壁碳纳米管具有良好的电导性,可以用作载体中良好的离子电子交换器。同时,该载体拥有强的共价键(氨基通过肽键与碳纳米管连接起来)和N、O供电原子,给银离子与载体之间形成的配合物提供了良好的疏水环境。将该银离子电极与以前报道的银离子电极的响应特性相比较,发现该电极的性能显著改善,比如线性范围明显变宽,检测下限降低,pH范围增大等。本文电极的响应机理的探讨采用的是电极膜的交流阻抗行为。最后,该电极成功地用于测定胶片中银离子的含量及水样中氯离子的含量,实验结果与原子吸收光谱法的结果进行了比较。