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长期以来,地下水中重金属离子的污染问题已成为世界性的环境问题,严重危害着人类健康。因此,实现对地下水中重金属离子的快速、痕量、高灵敏度、高选择性检测,对于正确评估环境污染意义重大,也是倍受关注的研究难点和热点问题。由于Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ)的毒性远远强于其它重金属离子,因此开展对这两种重金属离子的痕量分析检测是重中之重的研究工作。然而,此前对这两种重金属离子检测的报道大多采用溶出伏安法,这种方法需要选用贵金属电极或贵金属纳米粒子修饰电极,并且修饰电极需要很均一的形貌；同时,由于发生氧化还原反应的条件限制,检测需在强酸性环境下进行。本文主要围绕如何避免以前文献报道中Cr(Ⅵ)和As(Ⅲ)电化学检测存在的缺陷,还能采用电化学方法对它们实现灵敏选择性检测研究。通过构建两种新型传感器,实现对这两种重金属离子的选择性灵敏检测。薄层材料广泛应用于光学,电学,废水的光催化降解,能量储存及光电转换等领域,但在电化学分析检测领域报道的比较少,借用薄层材料,根据其选择性吸附特点,把其应用于水体中重金属离子的检测。这是本文开展的另一个研究内容。本论文研究内容包括以下3个部分：(1)我们利用合成的巯基氮杂冠醚与Cr(Ⅵ)的特殊相互作用而造成电极表面电子传递/传质受阻的特性,采用电化学阻抗法实现了对Cr(Ⅵ)的高灵敏度、高选择性检测。在pH5.0的弱酸条件下,Cr(VI)以HCrO4-的形态存在,两分子氮杂冠醚与一分子HCrO4通过氢键与静电作用,形成夹心配合物,阻碍了电极与探针分子之间的电子传递和探针分子向电极表面的传质,从而引起阻抗的增大,实现了对Cr(Ⅵ)的高灵敏和高选择性检测。在pH5.0的条件下,1-100ppb浓度范围内,我们获得了Cr(Ⅵ)的检测线为1.4ppt,灵敏度为4575.28kΩ[log c (ppb)]-1。除此之外,采用冠醚组装的金电极对Cr(Ⅵ)进行检测,电极拥有很好的稳定性和抗干扰能力；对Cr(Ⅵ)进行实样分析检测,获得了很好的分析检测结果。(2)我们成功设计和构建了等效于Au圆盘大电极的Au/Fe3O4/IL/SCPE修饰电极,实现了对As(Ⅲ)的快速灵敏检测。分散大量的Au纳米粒子(5nm尺寸)到Fe3O4(200-300nm尺寸)球表面,然后用离子液体与它们混合。由于Au纳米粒子对As(Ⅲ)检测具有强催化作用,Fe304对As(Ⅲ)有很强的吸附特性,而离子液有很强的导电作用,我们第一次构建了Au/Fe3O4-RTIL复合物修饰丝网印刷电极(SCPE),在中性条件下,通过阳极溶出伏安法,实现了对As(Ⅲ)的灵敏检测,大约只用了1%的Au。在0.1-1ppb浓度范围内,获得的灵敏度是458.66μAppb-1cm-2,这是到目前为止文献报道的采用电化学方法检测As(Ⅲ)的最高灵敏度,获得的最低检测线为2.2ppt。与以前电极不同的是,此电极修饰后具有很好的形貌特征,可重复使用。Au/Fe3O4-RTIL修饰电极可以很好的应用于实样分析检测。(3)由于薄层的电化学导电性比较差,把其广泛应用于电化学检测还不是特别多,到目前为止,把薄层TiP应用于电化学检测还没有报道。多层α-TiP被剥离后,大量羟基基团暴露,提高了反应的活性位点,能够吸附更多的金属离到电极表面。本文中,根据薄层所具有的大的表面活性,对Pb的特殊吸附作用,设计薄层TiP修饰玻碳电极,采用阳极溶出伏安法对Pb2+进行分析检测。在低浓度范围内,获得的灵敏度为23.99μAμM-1(R2=0.992)(R2=0.992)最低检测线为0.5nM。与多层α-TiP修饰到GCE检测Pb2+相比,灵敏高提高了近20.55倍。采用薄层α-TiP修饰GCE检测其它重金属离子,如Cd2+, Cu2+,Hg2+和Zn2+,与检测Pb2+相比,获得的灵敏度低了近7-14倍。